Fix PR1932 by disabling an xform invalid for fdiv.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
11 // instructions.  This pass does not modify the CFG This pass is where algebraic
12 // simplification happens.
13 //
14 // This pass combines things like:
15 //    %Y = add i32 %X, 1
16 //    %Z = add i32 %Y, 1
17 // into:
18 //    %Z = add i32 %X, 2
19 //
20 // This is a simple worklist driven algorithm.
21 //
22 // This pass guarantees that the following canonicalizations are performed on
23 // the program:
24 //    1. If a binary operator has a constant operand, it is moved to the RHS
25 //    2. Bitwise operators with constant operands are always grouped so that
26 //       shifts are performed first, then or's, then and's, then xor's.
27 //    3. Compare instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
28 //    4. All cmp instructions on boolean values are replaced with logical ops
29 //    5. add X, X is represented as (X*2) => (X << 1)
30 //    6. Multiplies with a power-of-two constant argument are transformed into
31 //       shifts.
32 //   ... etc.
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
37 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
38 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
39 #include "llvm/Pass.h"
40 #include "llvm/DerivedTypes.h"
41 #include "llvm/GlobalVariable.h"
42 #include "llvm/ParameterAttributes.h"
43 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.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/Debug.h"
49 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
50 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
51 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
52 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
53 #include "llvm/Support/Compiler.h"
54 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
55 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
56 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
57 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
58 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
59 #include <algorithm>
60 #include <sstream>
61 using namespace llvm;
62 using namespace llvm::PatternMatch;
63
64 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
65 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
66 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
67 STATISTIC(NumDeadStore, "Number of dead stores eliminated");
68 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
69
70 namespace {
71   class VISIBILITY_HIDDEN InstCombiner
72     : public FunctionPass,
73       public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
74     // Worklist of all of the instructions that need to be simplified.
75     std::vector<Instruction*> Worklist;
76     DenseMap<Instruction*, unsigned> WorklistMap;
77     TargetData *TD;
78     bool MustPreserveLCSSA;
79   public:
80     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
81     InstCombiner() : FunctionPass((intptr_t)&ID) {}
82
83     /// AddToWorkList - Add the specified instruction to the worklist if it
84     /// isn't already in it.
85     void AddToWorkList(Instruction *I) {
86       if (WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size())))
87         Worklist.push_back(I);
88     }
89     
90     // RemoveFromWorkList - remove I from the worklist if it exists.
91     void RemoveFromWorkList(Instruction *I) {
92       DenseMap<Instruction*, unsigned>::iterator It = WorklistMap.find(I);
93       if (It == WorklistMap.end()) return; // Not in worklist.
94       
95       // Don't bother moving everything down, just null out the slot.
96       Worklist[It->second] = 0;
97       
98       WorklistMap.erase(It);
99     }
100     
101     Instruction *RemoveOneFromWorkList() {
102       Instruction *I = Worklist.back();
103       Worklist.pop_back();
104       WorklistMap.erase(I);
105       return I;
106     }
107
108     
109     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
110     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
111     /// now.
112     ///
113     void AddUsersToWorkList(Value &I) {
114       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
115            UI != UE; ++UI)
116         AddToWorkList(cast<Instruction>(*UI));
117     }
118
119     /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
120     /// the work lists because they might get more simplified now.
121     ///
122     void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
123       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
124         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i)))
125           AddToWorkList(Op);
126     }
127     
128     /// AddSoonDeadInstToWorklist - The specified instruction is about to become
129     /// dead.  Add all of its operands to the worklist, turning them into
130     /// undef's to reduce the number of uses of those instructions.
131     ///
132     /// Return the specified operand before it is turned into an undef.
133     ///
134     Value *AddSoonDeadInstToWorklist(Instruction &I, unsigned op) {
135       Value *R = I.getOperand(op);
136       
137       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
138         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i))) {
139           AddToWorkList(Op);
140           // Set the operand to undef to drop the use.
141           I.setOperand(i, UndefValue::get(Op->getType()));
142         }
143       
144       return R;
145     }
146
147   public:
148     virtual bool runOnFunction(Function &F);
149     
150     bool DoOneIteration(Function &F, unsigned ItNum);
151
152     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
153       AU.addRequired<TargetData>();
154       AU.addPreservedID(LCSSAID);
155       AU.setPreservesCFG();
156     }
157
158     TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
159
160     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
161     // instruction types.  The semantics are as follows:
162     // Return Value:
163     //    null        - No change was made
164     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
165     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
166     //
167     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
168     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
169     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
170     Instruction *visitURem(BinaryOperator &I);
171     Instruction *visitSRem(BinaryOperator &I);
172     Instruction *visitFRem(BinaryOperator &I);
173     Instruction *commonRemTransforms(BinaryOperator &I);
174     Instruction *commonIRemTransforms(BinaryOperator &I);
175     Instruction *commonDivTransforms(BinaryOperator &I);
176     Instruction *commonIDivTransforms(BinaryOperator &I);
177     Instruction *visitUDiv(BinaryOperator &I);
178     Instruction *visitSDiv(BinaryOperator &I);
179     Instruction *visitFDiv(BinaryOperator &I);
180     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
181     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
182     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
183     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
184     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
185     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
186     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
187     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
188     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
189     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
190     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
191                                                 Instruction *LHS,
192                                                 ConstantInt *RHS);
193     Instruction *FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
194                                 ConstantInt *DivRHS);
195
196     Instruction *FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
197                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
198     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
199                                      BinaryOperator &I);
200     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
201     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
202     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
203     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
204     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
205     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
206     Instruction *visitFPTrunc(FPTruncInst &CI);
207     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
208     Instruction *visitFPToUI(CastInst &CI);
209     Instruction *visitFPToSI(CastInst &CI);
210     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
211     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
212     Instruction *visitPtrToInt(CastInst &CI);
213     Instruction *visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI);
214     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
215     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
216                                 Instruction *FI);
217     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &CI);
218     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
219     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
220     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
221     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
222     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
223     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
224     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
225     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
226     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
227     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
228     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
229     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
230     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
231
232     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
233     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
234
235   private:
236     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
237     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
238     Instruction *transformCallThroughTrampoline(CallSite CS);
239
240   public:
241     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
242     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
243     //
244     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
245       assert(New && New->getParent() == 0 &&
246              "New instruction already inserted into a basic block!");
247       BasicBlock *BB = Old.getParent();
248       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
249       AddToWorkList(New);
250       return New;
251     }
252
253     /// InsertCastBefore - Insert a cast of V to TY before the instruction POS.
254     /// This also adds the cast to the worklist.  Finally, this returns the
255     /// cast.
256     Value *InsertCastBefore(Instruction::CastOps opc, Value *V, const Type *Ty,
257                             Instruction &Pos) {
258       if (V->getType() == Ty) return V;
259
260       if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V))
261         return ConstantExpr::getCast(opc, CV, Ty);
262       
263       Instruction *C = CastInst::create(opc, V, Ty, V->getName(), &Pos);
264       AddToWorkList(C);
265       return C;
266     }
267         
268     Value *InsertBitCastBefore(Value *V, const Type *Ty, Instruction &Pos) {
269       return InsertCastBefore(Instruction::BitCast, V, Ty, Pos);
270     }
271
272
273     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
274     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
275     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
276     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
277     // modified.
278     //
279     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
280       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
281       if (&I != V) {
282         I.replaceAllUsesWith(V);
283         return &I;
284       } else {
285         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
286         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
287         I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
288         return &I;
289       }
290     }
291
292     // UpdateValueUsesWith - This method is to be used when an value is
293     // found to be replacable with another preexisting expression or was
294     // updated.  Here we add all uses of I to the worklist, replace all uses of
295     // I with the new value (unless the instruction was just updated), then
296     // return true, so that the inst combiner will know that I was modified.
297     //
298     bool UpdateValueUsesWith(Value *Old, Value *New) {
299       AddUsersToWorkList(*Old);         // Add all modified instrs to worklist
300       if (Old != New)
301         Old->replaceAllUsesWith(New);
302       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Old))
303         AddToWorkList(I);
304       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(New))
305         AddToWorkList(I);
306       return true;
307     }
308     
309     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
310     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
311     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
312     // this function.
313     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
314       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
315       AddUsesToWorkList(I);
316       RemoveFromWorkList(&I);
317       I.eraseFromParent();
318       return 0;  // Don't do anything with FI
319     }
320
321   private:
322     /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
323     /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
324     /// casts that are known to not do anything...
325     ///
326     Value *InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
327                                    Value *V, const Type *DestTy,
328                                    Instruction *InsertBefore);
329
330     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
331     /// commutative operators.
332     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
333
334     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
335     /// most-complex to least-complex order.
336     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
337
338     /// SimplifyDemandedBits - Attempts to replace V with a simpler value based
339     /// on the demanded bits.
340     bool SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
341                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
342                               unsigned Depth = 0);
343
344     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
345                                       uint64_t &UndefElts, unsigned Depth = 0);
346       
347     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
348     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
349     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
350     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
351
352     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
353     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
354     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
355     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
356     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
357     
358     
359     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
360                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
361     
362     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
363                               bool isSub, Instruction &I);
364     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
365                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
366     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocationInst &AI);
367     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
368     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
369     Instruction *SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI);
370
371
372     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
373   };
374
375   char InstCombiner::ID = 0;
376   RegisterPass<InstCombiner> X("instcombine", "Combine redundant instructions");
377 }
378
379 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
380 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
381 static unsigned getComplexity(Value *V) {
382   if (isa<Instruction>(V)) {
383     if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
384       return 3;
385     return 4;
386   }
387   if (isa<Argument>(V)) return 3;
388   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
389 }
390
391 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
392 // it.
393 static bool isOnlyUse(Value *V) {
394   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
395 }
396
397 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
398 // though a va_arg area...
399 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
400   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
401     if (ITy->getBitWidth() < 32)
402       return Type::Int32Ty;
403   }
404   return Ty;
405 }
406
407 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst or a constant 
408 /// expression bitcast,  return the operand value, otherwise return null.
409 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
410   if (BitCastInst *I = dyn_cast<BitCastInst>(V))
411     return I->getOperand(0);
412   else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
413     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
414       return CE->getOperand(0);
415   return 0;
416 }
417
418 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
419 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
420 static Instruction::CastOps 
421 isEliminableCastPair(
422   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
423   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
424   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
425   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
426 ) {
427   
428   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
429   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
430
431   // Get the opcodes of the two Cast instructions
432   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
433   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
434
435   return Instruction::CastOps(
436       CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
437                                      DstTy, TD->getIntPtrType()));
438 }
439
440 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
441 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
442 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
443 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
444                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
445   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
446   
447   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
448   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
449     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD)) 
450       return false;
451   return true;
452 }
453
454 /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
455 /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
456 /// casts that are known to not do anything...
457 ///
458 Value *InstCombiner::InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
459                                              Value *V, const Type *DestTy,
460                                              Instruction *InsertBefore) {
461   if (V->getType() == DestTy) return V;
462   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
463     return ConstantExpr::getCast(opcode, C, DestTy);
464   
465   return InsertCastBefore(opcode, V, DestTy, *InsertBefore);
466 }
467
468 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
469 // operators:
470 //
471 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
472 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
473 //     binary operators.
474 //
475 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
476 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
477 //
478 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
479   bool Changed = false;
480   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
481     Changed = !I.swapOperands();
482
483   if (!I.isAssociative()) return Changed;
484   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
485   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
486     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
487       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
488         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
489                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
490                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
491         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
492         I.setOperand(1, Folded);
493         return true;
494       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
495         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
496             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
497           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
498           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
499
500           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
501           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
502           Instruction *New = BinaryOperator::create(Opcode, Op->getOperand(0),
503                                                     Op1->getOperand(0),
504                                                     Op1->getName(), &I);
505           AddToWorkList(New);
506           I.setOperand(0, New);
507           I.setOperand(1, Folded);
508           return true;
509         }
510     }
511   return Changed;
512 }
513
514 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
515 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
516 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
517 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
518   if (getComplexity(I.getOperand(0)) >= getComplexity(I.getOperand(1)))
519     return false;
520   I.swapOperands();
521   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
522   return true;
523 }
524
525 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
526 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
527 //
528 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
529   if (BinaryOperator::isNeg(V))
530     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
531
532   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
533   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
534     return ConstantExpr::getNeg(C);
535   return 0;
536 }
537
538 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
539   if (BinaryOperator::isNot(V))
540     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
541
542   // Constants can be considered to be not'ed values...
543   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
544     return ConstantInt::get(~C->getValue());
545   return 0;
546 }
547
548 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
549 // other computations (because it has a constant operand), return the
550 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
551 // Otherwise, return null.
552 //
553 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
554   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
555     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
556       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
557         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
558           return I->getOperand(0);
559       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
560         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
561           // The multiplier is really 1 << CST.
562           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
563           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
564           CST = ConstantInt::get(APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
565           return I->getOperand(0);
566         }
567     }
568   return 0;
569 }
570
571 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
572 /// expression, return it.
573 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
574   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
575   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
576     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
577       return cast<User>(V);
578   return false;
579 }
580
581 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
582 static ConstantInt *AddOne(ConstantInt *C) {
583   APInt Val(C->getValue());
584   return ConstantInt::get(++Val);
585 }
586 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
587 static ConstantInt *SubOne(ConstantInt *C) {
588   APInt Val(C->getValue());
589   return ConstantInt::get(--Val);
590 }
591 /// Add - Add two ConstantInts together
592 static ConstantInt *Add(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
593   return ConstantInt::get(C1->getValue() + C2->getValue());
594 }
595 /// And - Bitwise AND two ConstantInts together
596 static ConstantInt *And(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
597   return ConstantInt::get(C1->getValue() & C2->getValue());
598 }
599 /// Subtract - Subtract one ConstantInt from another
600 static ConstantInt *Subtract(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
601   return ConstantInt::get(C1->getValue() - C2->getValue());
602 }
603 /// Multiply - Multiply two ConstantInts together
604 static ConstantInt *Multiply(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
605   return ConstantInt::get(C1->getValue() * C2->getValue());
606 }
607
608 /// ComputeMaskedBits - Determine which of the bits specified in Mask are
609 /// known to be either zero or one and return them in the KnownZero/KnownOne
610 /// bit sets.  This code only analyzes bits in Mask, in order to short-circuit
611 /// processing.
612 /// NOTE: we cannot consider 'undef' to be "IsZero" here.  The problem is that
613 /// we cannot optimize based on the assumption that it is zero without changing
614 /// it to be an explicit zero.  If we don't change it to zero, other code could
615 /// optimized based on the contradictory assumption that it is non-zero.
616 /// Because instcombine aggressively folds operations with undef args anyway,
617 /// this won't lose us code quality.
618 static void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt& KnownZero, 
619                               APInt& KnownOne, unsigned Depth = 0) {
620   assert(V && "No Value?");
621   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
622   uint32_t BitWidth = Mask.getBitWidth();
623   assert(cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth() == BitWidth &&
624          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
625          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
626          "V, Mask, KnownOne and KnownZero should have same BitWidth");
627   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
628     // We know all of the bits for a constant!
629     KnownOne = CI->getValue() & Mask;
630     KnownZero = ~KnownOne & Mask;
631     return;
632   }
633
634   if (Depth == 6 || Mask == 0)
635     return;  // Limit search depth.
636
637   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
638   if (!I) return;
639
640   KnownZero.clear(); KnownOne.clear();   // Don't know anything.
641   APInt KnownZero2(KnownZero), KnownOne2(KnownOne);
642   
643   switch (I->getOpcode()) {
644   case Instruction::And: {
645     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
646     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
647     APInt Mask2(Mask & ~KnownZero);
648     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
649     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
650     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
651     
652     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
653     KnownOne &= KnownOne2;
654     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
655     KnownZero |= KnownZero2;
656     return;
657   }
658   case Instruction::Or: {
659     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
660     APInt Mask2(Mask & ~KnownOne);
661     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
662     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
663     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
664     
665     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
666     KnownZero &= KnownZero2;
667     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
668     KnownOne |= KnownOne2;
669     return;
670   }
671   case Instruction::Xor: {
672     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
673     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
674     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
675     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
676     
677     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
678     APInt KnownZeroOut = (KnownZero & KnownZero2) | (KnownOne & KnownOne2);
679     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
680     KnownOne = (KnownZero & KnownOne2) | (KnownOne & KnownZero2);
681     KnownZero = KnownZeroOut;
682     return;
683   }
684   case Instruction::Select:
685     ComputeMaskedBits(I->getOperand(2), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
686     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
687     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
688     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
689
690     // Only known if known in both the LHS and RHS.
691     KnownOne &= KnownOne2;
692     KnownZero &= KnownZero2;
693     return;
694   case Instruction::FPTrunc:
695   case Instruction::FPExt:
696   case Instruction::FPToUI:
697   case Instruction::FPToSI:
698   case Instruction::SIToFP:
699   case Instruction::PtrToInt:
700   case Instruction::UIToFP:
701   case Instruction::IntToPtr:
702     return; // Can't work with floating point or pointers
703   case Instruction::Trunc: {
704     // All these have integer operands
705     uint32_t SrcBitWidth = 
706       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
707     APInt MaskIn(Mask);
708     MaskIn.zext(SrcBitWidth);
709     KnownZero.zext(SrcBitWidth);
710     KnownOne.zext(SrcBitWidth);
711     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
712     KnownZero.trunc(BitWidth);
713     KnownOne.trunc(BitWidth);
714     return;
715   }
716   case Instruction::BitCast: {
717     const Type *SrcTy = I->getOperand(0)->getType();
718     if (SrcTy->isInteger()) {
719       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
720       return;
721     }
722     break;
723   }
724   case Instruction::ZExt:  {
725     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
726     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
727     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
728       
729     APInt MaskIn(Mask);
730     MaskIn.trunc(SrcBitWidth);
731     KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
732     KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
733     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
734     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
735     // The top bits are known to be zero.
736     KnownZero.zext(BitWidth);
737     KnownOne.zext(BitWidth);
738     KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
739     return;
740   }
741   case Instruction::SExt: {
742     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
743     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
744     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
745       
746     APInt MaskIn(Mask); 
747     MaskIn.trunc(SrcBitWidth);
748     KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
749     KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
750     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
751     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
752     KnownZero.zext(BitWidth);
753     KnownOne.zext(BitWidth);
754
755     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
756     // top bits of the result.
757     if (KnownZero[SrcBitWidth-1])             // Input sign bit known zero
758       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
759     else if (KnownOne[SrcBitWidth-1])           // Input sign bit known set
760       KnownOne |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
761     return;
762   }
763   case Instruction::Shl:
764     // (shl X, C1) & C2 == 0   iff   (X & C2 >>u C1) == 0
765     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
766       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
767       APInt Mask2(Mask.lshr(ShiftAmt));
768       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
769       assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
770       KnownZero <<= ShiftAmt;
771       KnownOne  <<= ShiftAmt;
772       KnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt); // low bits known 0
773       return;
774     }
775     break;
776   case Instruction::LShr:
777     // (ushr X, C1) & C2 == 0   iff  (-1 >> C1) & C2 == 0
778     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
779       // Compute the new bits that are at the top now.
780       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
781       
782       // Unsigned shift right.
783       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
784       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne,Depth+1);
785       assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
786       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
787       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
788       // high bits known zero.
789       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
790       return;
791     }
792     break;
793   case Instruction::AShr:
794     // (ashr X, C1) & C2 == 0   iff  (-1 >> C1) & C2 == 0
795     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
796       // Compute the new bits that are at the top now.
797       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
798       
799       // Signed shift right.
800       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
801       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne,Depth+1);
802       assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
803       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
804       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
805         
806       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
807       if (KnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1])    // New bits are known zero.
808         KnownZero |= HighBits;
809       else if (KnownOne[BitWidth-ShiftAmt-1])  // New bits are known one.
810         KnownOne |= HighBits;
811       return;
812     }
813     break;
814   }
815 }
816
817 /// MaskedValueIsZero - Return true if 'V & Mask' is known to be zero.  We use
818 /// this predicate to simplify operations downstream.  Mask is known to be zero
819 /// for bits that V cannot have.
820 static bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt& Mask, unsigned Depth = 0) {
821   APInt KnownZero(Mask.getBitWidth(), 0), KnownOne(Mask.getBitWidth(), 0);
822   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, Depth);
823   assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
824   return (KnownZero & Mask) == Mask;
825 }
826
827 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
828 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
829 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
830 /// constant and return true.
831 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
832                                    APInt Demanded) {
833   assert(I && "No instruction?");
834   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
835
836   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
837   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
838   if (!OpC) return false;
839
840   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
841   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
842   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
843     return false;
844
845   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
846   Demanded &= OpC->getValue();
847   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(Demanded));
848   return true;
849 }
850
851 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
852 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
853 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
854 // min/max.
855 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
856                                                    const APInt& KnownZero,
857                                                    const APInt& KnownOne,
858                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
859   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
860   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
861          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
862          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() == BitWidth &&
863          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
864   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
865
866   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
867   // bit if it is unknown.
868   Min = KnownOne;
869   Max = KnownOne|UnknownBits;
870   
871   if (UnknownBits[BitWidth-1]) { // Sign bit is unknown
872     Min.set(BitWidth-1);
873     Max.clear(BitWidth-1);
874   }
875 }
876
877 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
878 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
879 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
880 // min/max.
881 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
882                                                      const APInt &KnownZero,
883                                                      const APInt &KnownOne,
884                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
885   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(); BitWidth = BitWidth;
886   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
887          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
888          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() &&
889          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
890   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
891   
892   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
893   Min = KnownOne;
894   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
895   Max = KnownOne|UnknownBits;
896 }
897
898 /// SimplifyDemandedBits - This function attempts to replace V with a simpler
899 /// value based on the demanded bits. When this function is called, it is known
900 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
901 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
902 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
903 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
904 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
905 /// to be one in the expression. KnownZero contains all the bits that are known
906 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
907 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
908 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
909 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
910 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
911 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
912 /// and KnownOne must all be the same.
913 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask,
914                                         APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
915                                         unsigned Depth) {
916   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
917   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
918   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
919   const IntegerType *VTy = cast<IntegerType>(V->getType());
920   assert(VTy->getBitWidth() == BitWidth && 
921          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
922          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
923          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne \
924           must have same BitWidth");
925   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
926     // We know all of the bits for a constant!
927     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
928     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
929     return false;
930   }
931   
932   KnownZero.clear(); 
933   KnownOne.clear();
934   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
935     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
936       // Just compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
937       ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
938       return false;
939     }
940     // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
941     // just set the DemandedMask to all bits.
942     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
943   } else if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
944     if (V != UndefValue::get(VTy))
945       return UpdateValueUsesWith(V, UndefValue::get(VTy));
946     return false;
947   } else if (Depth == 6) {        // Limit search depth.
948     return false;
949   }
950   
951   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
952   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
953
954   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
955   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
956   switch (I->getOpcode()) {
957   default: break;
958   case Instruction::And:
959     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
960     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
961                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
962       return true;
963     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
964            "Bits known to be one AND zero?"); 
965
966     // If something is known zero on the RHS, the bits aren't demanded on the
967     // LHS.
968     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
969                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
970       return true;
971     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
972            "Bits known to be one AND zero?"); 
973
974     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
975     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
976     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
977         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
978       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
979     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
980         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
981       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
982     
983     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
984     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
985       return UpdateValueUsesWith(I, Constant::getNullValue(VTy));
986       
987     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
988     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
989       return UpdateValueUsesWith(I, I);
990       
991     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
992     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
993     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
994     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
995     break;
996   case Instruction::Or:
997     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
998     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
999                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1000       return true;
1001     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1002            "Bits known to be one AND zero?"); 
1003     // If something is known one on the RHS, the bits aren't demanded on the
1004     // LHS.
1005     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
1006                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1007       return true;
1008     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1009            "Bits known to be one AND zero?"); 
1010     
1011     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1012     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
1013     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
1014         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
1015       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1016     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
1017         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
1018       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1019
1020     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
1021     // the other side, just use the 'other' side.
1022     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
1023         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
1024       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1025     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
1026         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
1027       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1028         
1029     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1030     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1031       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1032           
1033     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
1034     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1035     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
1036     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
1037     break;
1038   case Instruction::Xor: {
1039     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
1040                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1041       return true;
1042     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1043            "Bits known to be one AND zero?"); 
1044     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
1045                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1046       return true;
1047     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1048            "Bits known to be one AND zero?"); 
1049     
1050     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1051     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
1052     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
1053       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1054     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
1055       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1056     
1057     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
1058     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
1059                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
1060     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
1061     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
1062                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
1063     
1064     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
1065     // other, turn this into an *inclusive* or.
1066     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
1067     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
1068       Instruction *Or =
1069         BinaryOperator::createOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1070                                  I->getName());
1071       InsertNewInstBefore(Or, *I);
1072       return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1073     }
1074     
1075     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
1076     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
1077     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
1078     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
1079     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
1080       // all known
1081       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
1082         Constant *AndC = ConstantInt::get(~RHSKnownOne & DemandedMask);
1083         Instruction *And = 
1084           BinaryOperator::createAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
1085         InsertNewInstBefore(And, *I);
1086         return UpdateValueUsesWith(I, And);
1087       }
1088     }
1089     
1090     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1091     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
1092     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1093       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1094     
1095     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
1096     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
1097     break;
1098   }
1099   case Instruction::Select:
1100     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(2), DemandedMask,
1101                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1102       return true;
1103     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
1104                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1105       return true;
1106     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1107            "Bits known to be one AND zero?"); 
1108     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1109            "Bits known to be one AND zero?"); 
1110     
1111     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
1112     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1113       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1114     if (ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
1115       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1116     
1117     // Only known if known in both the LHS and RHS.
1118     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
1119     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1120     break;
1121   case Instruction::Trunc: {
1122     uint32_t truncBf = 
1123       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
1124     DemandedMask.zext(truncBf);
1125     RHSKnownZero.zext(truncBf);
1126     RHSKnownOne.zext(truncBf);
1127     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
1128                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1129       return true;
1130     DemandedMask.trunc(BitWidth);
1131     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
1132     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
1133     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1134            "Bits known to be one AND zero?"); 
1135     break;
1136   }
1137   case Instruction::BitCast:
1138     if (!I->getOperand(0)->getType()->isInteger())
1139       return false;
1140       
1141     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1142                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1143       return true;
1144     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1145            "Bits known to be one AND zero?"); 
1146     break;
1147   case Instruction::ZExt: {
1148     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1149     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1150     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1151     
1152     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1153     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1154     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1155     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1156                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1157       return true;
1158     DemandedMask.zext(BitWidth);
1159     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1160     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1161     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1162            "Bits known to be one AND zero?"); 
1163     // The top bits are known to be zero.
1164     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1165     break;
1166   }
1167   case Instruction::SExt: {
1168     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1169     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1170     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1171     
1172     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1173                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1174
1175     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1176     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1177     // bit is demanded.
1178     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1179       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1180       
1181     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1182     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1183     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1184     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InputDemandedBits,
1185                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1186       return true;
1187     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1188     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1189     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1190     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1191            "Bits known to be one AND zero?"); 
1192       
1193     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1194     // top bits of the result.
1195
1196     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1197     // convert this into a zero extension.
1198     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits)
1199     {
1200       // Convert to ZExt cast
1201       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName(), I);
1202       return UpdateValueUsesWith(I, NewCast);
1203     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1204       RHSKnownOne |= NewBits;
1205     }
1206     break;
1207   }
1208   case Instruction::Add: {
1209     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1210     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1211     // either.
1212     uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1213       
1214     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1215     // we can do.
1216     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1217       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1218       // won't work if the RHS is zero.
1219       if (RHS->isZero())
1220         break;
1221       
1222       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1223       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1224       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1225
1226       // Find information about known zero/one bits in the input.
1227       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InDemandedBits, 
1228                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1229         return true;
1230
1231       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1232       // the constant.
1233       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
1234         return UpdateValueUsesWith(I, I);
1235       
1236       // Avoid excess work.
1237       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1238         break;
1239       
1240       // Turn it into OR if input bits are zero.
1241       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1242         Instruction *Or =
1243           BinaryOperator::createOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1244                                    I->getName());
1245         InsertNewInstBefore(Or, *I);
1246         return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1247       }
1248       
1249       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1250       // depending on potential carries from the input constant and the
1251       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1252       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1253       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1254       
1255       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1256       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1257       // this scan.
1258       const APInt& RHSVal = RHS->getValue();
1259       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1260       
1261       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1262       
1263       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1264       // other, and there is no input carry.
1265       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1266                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1267       
1268       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1269       // is no input carry.
1270       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1271     } else {
1272       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1273       // the high bits of its LHS or RHS.
1274       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1275         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1276         // significant bit and all those below it.
1277         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1278         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1279                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1280           return true;
1281         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1282                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1283           return true;
1284       }
1285     }
1286     break;
1287   }
1288   case Instruction::Sub:
1289     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1290     // the high bits of its LHS or RHS.
1291     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1292       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1293       // significant bit and all those below it.
1294       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1295       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1296       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1297                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1298         return true;
1299       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1300                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1301         return true;
1302     }
1303     break;
1304   case Instruction::Shl:
1305     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1306       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1307       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1308       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn, 
1309                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1310         return true;
1311       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1312              "Bits known to be one AND zero?"); 
1313       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1314       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1315       // low bits known zero.
1316       if (ShiftAmt)
1317         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1318     }
1319     break;
1320   case Instruction::LShr:
1321     // For a logical shift right
1322     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1323       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1324       
1325       // Unsigned shift right.
1326       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1327       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn,
1328                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1329         return true;
1330       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1331              "Bits known to be one AND zero?"); 
1332       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1333       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1334       if (ShiftAmt) {
1335         // Compute the new bits that are at the top now.
1336         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1337         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1338       }
1339     }
1340     break;
1341   case Instruction::AShr:
1342     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1343     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1344     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1345     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1346     if (DemandedMask == 1) {
1347       // Perform the logical shift right.
1348       Value *NewVal = BinaryOperator::createLShr(
1349                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1350       InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1351       return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1352     }    
1353
1354     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1355     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1356     if (DemandedMask.isSignBit())
1357       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1358     
1359     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1360       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1361       
1362       // Signed shift right.
1363       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1364       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1365       // demanded.
1366       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1367         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1368       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0),
1369                                DemandedMaskIn,
1370                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1371         return true;
1372       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1373              "Bits known to be one AND zero?"); 
1374       // Compute the new bits that are at the top now.
1375       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1376       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1377       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1378         
1379       // Handle the sign bits.
1380       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1381       // Adjust to where it is now in the mask.
1382       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1383         
1384       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1385       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1386       if (RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1387           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1388         // Perform the logical shift right.
1389         Value *NewVal = BinaryOperator::createLShr(
1390                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1391         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1392         return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1393       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1394         RHSKnownOne |= HighBits;
1395       }
1396     }
1397     break;
1398   }
1399   
1400   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1401   // constant.
1402   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
1403     return UpdateValueUsesWith(I, ConstantInt::get(RHSKnownOne));
1404   return false;
1405 }
1406
1407
1408 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value producecs a vector with
1409 /// 64 or fewer elements.  DemandedElts contains the set of elements that are
1410 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1411 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1412 ///
1413 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1414 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1415 /// returned.  This returns null if no change was made.
1416 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
1417                                                 uint64_t &UndefElts,
1418                                                 unsigned Depth) {
1419   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1420   assert(VWidth <= 64 && "Vector too wide to analyze!");
1421   uint64_t EltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
1422   assert(DemandedElts != EltMask && (DemandedElts & ~EltMask) == 0 &&
1423          "Invalid DemandedElts!");
1424
1425   if (isa<UndefValue>(V)) {
1426     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1427     UndefElts = EltMask;
1428     return 0;
1429   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1430     UndefElts = EltMask;
1431     return UndefValue::get(V->getType());
1432   }
1433   
1434   UndefElts = 0;
1435   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1436     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1437     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1438
1439     std::vector<Constant*> Elts;
1440     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1441       if (!(DemandedElts & (1ULL << i))) {   // If not demanded, set to undef.
1442         Elts.push_back(Undef);
1443         UndefElts |= (1ULL << i);
1444       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1445         Elts.push_back(Undef);
1446         UndefElts |= (1ULL << i);
1447       } else {                               // Otherwise, defined.
1448         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1449       }
1450         
1451     // If we changed the constant, return it.
1452     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
1453     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1454   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1455     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1456     // set to undef.
1457     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1458     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
1459     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1460     std::vector<Constant*> Elts;
1461     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1462       Elts.push_back((DemandedElts & (1ULL << i)) ? Zero : Undef);
1463     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1464     return ConstantVector::get(Elts);
1465   }
1466   
1467   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
1468     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
1469       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1470       return false;
1471     }
1472     return false;
1473   } else if (Depth == 10) {        // Limit search depth.
1474     return false;
1475   }
1476   
1477   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1478   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
1479   
1480   bool MadeChange = false;
1481   uint64_t UndefElts2;
1482   Value *TmpV;
1483   switch (I->getOpcode()) {
1484   default: break;
1485     
1486   case Instruction::InsertElement: {
1487     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1488     // demand exactly the same input as we produce.
1489     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1490     if (Idx == 0) {
1491       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1492       // which elt is getting updated.
1493       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1494                                         UndefElts2, Depth+1);
1495       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1496       break;
1497     }
1498     
1499     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1500     // insertelement.
1501     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1502     if (IdxNo >= VWidth || (DemandedElts & (1ULL << IdxNo)) == 0)
1503       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1504     
1505     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1506     // input demanded set is simpler than the output set.
1507     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0),
1508                                       DemandedElts & ~(1ULL << IdxNo),
1509                                       UndefElts, Depth+1);
1510     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1511
1512     // The inserted element is defined.
1513     UndefElts |= 1ULL << IdxNo;
1514     break;
1515   }
1516   case Instruction::BitCast: {
1517     // Vector->vector casts only.
1518     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1519     if (!VTy) break;
1520     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1521     uint64_t InputDemandedElts = 0;
1522     unsigned Ratio;
1523
1524     if (VWidth == InVWidth) {
1525       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1526       // elements as are demanded of us.
1527       Ratio = 1;
1528       InputDemandedElts = DemandedElts;
1529     } else if (VWidth > InVWidth) {
1530       // Untested so far.
1531       break;
1532       
1533       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1534       // then an input element is live if any of the corresponding output
1535       // elements are live.
1536       Ratio = VWidth/InVWidth;
1537       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1538         if (DemandedElts & (1ULL << OutIdx))
1539           InputDemandedElts |= 1ULL << (OutIdx/Ratio);
1540       }
1541     } else {
1542       // Untested so far.
1543       break;
1544       
1545       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1546       // then an input element is live if the corresponding output element is
1547       // live.
1548       Ratio = InVWidth/VWidth;
1549       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1550         if (DemandedElts & (1ULL << InIdx/Ratio))
1551           InputDemandedElts |= 1ULL << InIdx;
1552     }
1553     
1554     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1555     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1556                                       UndefElts2, Depth+1);
1557     if (TmpV) {
1558       I->setOperand(0, TmpV);
1559       MadeChange = true;
1560     }
1561     
1562     UndefElts = UndefElts2;
1563     if (VWidth > InVWidth) {
1564       assert(0 && "Unimp");
1565       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1566       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1567       // undef.
1568       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1569         if (UndefElts2 & (1ULL << (OutIdx/Ratio)))
1570           UndefElts |= 1ULL << OutIdx;
1571     } else if (VWidth < InVWidth) {
1572       assert(0 && "Unimp");
1573       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1574       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1575       // elements are undef.
1576       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1577       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1578         if ((UndefElts2 & (1ULL << InIdx)) == 0)    // Not undef?
1579           UndefElts &= ~(1ULL << (InIdx/Ratio));    // Clear undef bit.
1580     }
1581     break;
1582   }
1583   case Instruction::And:
1584   case Instruction::Or:
1585   case Instruction::Xor:
1586   case Instruction::Add:
1587   case Instruction::Sub:
1588   case Instruction::Mul:
1589     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1590     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1591                                       UndefElts, Depth+1);
1592     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1593     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1594                                       UndefElts2, Depth+1);
1595     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1596       
1597     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1598     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1599     UndefElts &= UndefElts2;
1600     break;
1601     
1602   case Instruction::Call: {
1603     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1604     if (!II) break;
1605     switch (II->getIntrinsicID()) {
1606     default: break;
1607       
1608     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1609     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1610     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1611     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1612     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1613     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1614     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1615     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1616     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1617     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1618       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1619                                         UndefElts, Depth+1);
1620       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1621       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1622                                         UndefElts2, Depth+1);
1623       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1624
1625       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1626       // scalarize it now.
1627       if (DemandedElts == 1) {
1628         switch (II->getIntrinsicID()) {
1629         default: break;
1630         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1631         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1632         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1633         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1634           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1635           Value *LHS = II->getOperand(1);
1636           Value *RHS = II->getOperand(2);
1637           // Extract the element as scalars.
1638           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 0U,"tmp"), *II);
1639           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS, 0U,"tmp"), *II);
1640           
1641           switch (II->getIntrinsicID()) {
1642           default: assert(0 && "Case stmts out of sync!");
1643           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1644           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1645             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createSub(LHS, RHS,
1646                                                         II->getName()), *II);
1647             break;
1648           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1649           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1650             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createMul(LHS, RHS,
1651                                                          II->getName()), *II);
1652             break;
1653           }
1654           
1655           Instruction *New =
1656             new InsertElementInst(UndefValue::get(II->getType()), TmpV, 0U,
1657                                   II->getName());
1658           InsertNewInstBefore(New, *II);
1659           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1660           return New;
1661         }            
1662       }
1663         
1664       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1665       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1666       UndefElts &= UndefElts2;
1667       break;
1668     }
1669     break;
1670   }
1671   }
1672   return MadeChange ? I : 0;
1673 }
1674
1675 /// @returns true if the specified compare predicate is
1676 /// true when both operands are equal...
1677 /// @brief Determine if the icmp Predicate is true when both operands are equal
1678 static bool isTrueWhenEqual(ICmpInst::Predicate pred) {
1679   return pred == ICmpInst::ICMP_EQ  || pred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
1680          pred == ICmpInst::ICMP_SGE || pred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1681          pred == ICmpInst::ICMP_SLE;
1682 }
1683
1684 /// @returns true if the specified compare instruction is
1685 /// true when both operands are equal...
1686 /// @brief Determine if the ICmpInst returns true when both operands are equal
1687 static bool isTrueWhenEqual(ICmpInst &ICI) {
1688   return isTrueWhenEqual(ICI.getPredicate());
1689 }
1690
1691 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1692 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1693 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1694 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1695 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1696 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1697 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1698 ///
1699 template<typename Functor>
1700 Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
1701   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1702   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1703
1704   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1705   if (F.shouldApply(LHS))
1706     return F.apply(Root);
1707
1708   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1709   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1710   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1711     // Should we apply this transform to the RHS?
1712     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1713
1714     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1715     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1716       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1717       ShouldApply = true;
1718     }
1719
1720     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1721     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1722     if (ShouldApply) {
1723       BasicBlock *BB = Root.getParent();
1724
1725       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1726       // and perform the reassociation.
1727       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1728
1729       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1730       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1731
1732       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1733       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1734       if (&Root == TmpLHSI) {
1735         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1736         return 0;
1737       }
1738       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1739       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1740       TmpLHSI->getParent()->getInstList().remove(TmpLHSI);
1741       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1742       BB->getInstList().insert(ARI, TmpLHSI);    // Move TmpLHSI to after Root
1743       ARI = Root;
1744
1745       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1746       // get to LHSI.
1747       while (TmpLHSI != LHSI) {
1748         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1749         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1750         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1751         NextLHSI->getParent()->getInstList().remove(NextLHSI);
1752         BB->getInstList().insert(ARI, NextLHSI);
1753         ARI = NextLHSI;
1754
1755         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1756         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1757         TmpLHSI = NextLHSI;
1758         ExtraOperand = NextOp;
1759       }
1760
1761       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1762       // the transformation...
1763       return F.apply(Root);
1764     }
1765
1766     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1767   }
1768   return 0;
1769 }
1770
1771
1772 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1773 struct AddRHS {
1774   Value *RHS;
1775   AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
1776   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1777   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1778     return BinaryOperator::createShl(Add.getOperand(0),
1779                                   ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
1780   }
1781 };
1782
1783 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1784 //                 iff C1&C2 == 0
1785 struct AddMaskingAnd {
1786   Constant *C2;
1787   AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
1788   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1789     ConstantInt *C1;
1790     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
1791            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
1792   }
1793   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1794     return BinaryOperator::createOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1795   }
1796 };
1797
1798 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1799                                              InstCombiner *IC) {
1800   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
1801     if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO))
1802       return ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), SOC, I.getType());
1803
1804     return IC->InsertNewInstBefore(CastInst::create(
1805           CI->getOpcode(), SO, I.getType(), SO->getName() + ".cast"), I);
1806   }
1807
1808   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1809   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1810   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1811
1812   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1813     if (ConstIsRHS)
1814       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1815     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1816   }
1817
1818   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1819   if (!ConstIsRHS)
1820     std::swap(Op0, Op1);
1821   Instruction *New;
1822   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1823     New = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
1824   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1825     New = CmpInst::create(CI->getOpcode(), CI->getPredicate(), Op0, Op1, 
1826                           SO->getName()+".cmp");
1827   else {
1828     assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
1829     abort();
1830   }
1831   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
1832 }
1833
1834 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1835 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1836 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1837 // not have a second operand.
1838 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1839                                      InstCombiner *IC) {
1840   // Don't modify shared select instructions
1841   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1842   Value *TV = SI->getOperand(1);
1843   Value *FV = SI->getOperand(2);
1844
1845   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
1846     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
1847     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
1848
1849     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
1850     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
1851
1852     return new SelectInst(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
1853                           SelectFalseVal);
1854   }
1855   return 0;
1856 }
1857
1858
1859 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
1860 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
1861 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
1862 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
1863   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
1864   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
1865   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
1866
1867   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
1868   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
1869   // or if *it* is a PHI, bail out.
1870   BasicBlock *NonConstBB = 0;
1871   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
1872     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1873       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
1874       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
1875       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
1876       
1877       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
1878       // loop.
1879       if (NonConstBB == I.getParent())
1880         return 0;
1881     }
1882   
1883   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
1884   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
1885   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
1886   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
1887   if (NonConstBB) {
1888     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
1889     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
1890   }
1891
1892   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
1893   PHINode *NewPN = new PHINode(I.getType(), "");
1894   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
1895   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
1896   NewPN->takeName(PN);
1897
1898   // Next, add all of the operands to the PHI.
1899   if (I.getNumOperands() == 2) {
1900     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
1901     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1902       Value *InV = 0;
1903       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1904         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1905           InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
1906         else
1907           InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
1908       } else {
1909         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1910         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
1911           InV = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(),
1912                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1913                                        NonConstBB->getTerminator());
1914         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1915           InV = CmpInst::create(CI->getOpcode(), 
1916                                 CI->getPredicate(),
1917                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1918                                 NonConstBB->getTerminator());
1919         else
1920           assert(0 && "Unknown binop!");
1921         
1922         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1923       }
1924       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1925     }
1926   } else { 
1927     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
1928     const Type *RetTy = CI->getType();
1929     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1930       Value *InV;
1931       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1932         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
1933       } else {
1934         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1935         InV = CastInst::create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
1936                                I.getType(), "phitmp", 
1937                                NonConstBB->getTerminator());
1938         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1939       }
1940       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1941     }
1942   }
1943   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
1944 }
1945
1946 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
1947   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1948   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
1949
1950   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
1951     // X + undef -> undef
1952     if (isa<UndefValue>(RHS))
1953       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
1954
1955     // X + 0 --> X
1956     if (!I.getType()->isFPOrFPVector()) { // NOTE: -0 + +0 = +0.
1957       if (RHSC->isNullValue())
1958         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1959     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
1960       if (CFP->isExactlyValue(ConstantFP::getNegativeZero
1961                               (I.getType())->getValueAPF()))
1962         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1963     }
1964
1965     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
1966       // X + (signbit) --> X ^ signbit
1967       const APInt& Val = CI->getValue();
1968       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
1969       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
1970         return BinaryOperator::createXor(LHS, RHS);
1971       
1972       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
1973       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
1974       if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
1975         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
1976         if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
1977                                  KnownZero, KnownOne))
1978           return &I;
1979       }
1980     }
1981
1982     if (isa<PHINode>(LHS))
1983       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1984         return NV;
1985     
1986     ConstantInt *XorRHS = 0;
1987     Value *XorLHS = 0;
1988     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
1989         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
1990       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1991       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
1992       
1993       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
1994       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
1995       APInt CFF80Val(-C0080Val);
1996       do {
1997         if (TySizeBits > Size) {
1998           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
1999           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
2000           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
2001               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
2002             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
2003             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
2004                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
2005               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
2006             break;
2007           }
2008         }
2009         Size >>= 1;
2010         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
2011         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
2012       } while (Size >= 1);
2013       
2014       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
2015       // with funny bit widths then this whole cascade of if statements should
2016       // be removed. It is just here to get the size of the "middle" type back
2017       // up to something that the back ends can handle.
2018       const Type *MiddleType = 0;
2019       switch (Size) {
2020         default: break;
2021         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
2022         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
2023         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
2024       }
2025       if (MiddleType) {
2026         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
2027         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
2028         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2029       }
2030     }
2031   }
2032
2033   // X + X --> X << 1
2034   if (I.getType()->isInteger() && I.getType() != Type::Int1Ty) {
2035     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
2036
2037     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2038       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2039         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2040           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2041     }
2042     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2043       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2044         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2045           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2046     }
2047   }
2048
2049   // -A + B  -->  B - A
2050   if (Value *V = dyn_castNegVal(LHS))
2051     return BinaryOperator::createSub(RHS, V);
2052
2053   // A + -B  -->  A - B
2054   if (!isa<Constant>(RHS))
2055     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
2056       return BinaryOperator::createSub(LHS, V);
2057
2058
2059   ConstantInt *C2;
2060   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
2061     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2062       return BinaryOperator::createMul(RHS, AddOne(C2));
2063
2064     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2065     ConstantInt *C1;
2066     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
2067       return BinaryOperator::createMul(X, Add(C1, C2));
2068   }
2069
2070   // X + X*C --> X * (C+1)
2071   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
2072     return BinaryOperator::createMul(LHS, AddOne(C2));
2073
2074   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2075   if (dyn_castNotVal(LHS) == RHS || dyn_castNotVal(RHS) == LHS)
2076     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
2077   
2078
2079   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2080   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
2081     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2)))
2082       return R;
2083
2084   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2085     Value *X = 0;
2086     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))))    // ~X + C --> (C-1) - X
2087       return BinaryOperator::createSub(SubOne(CRHS), X);
2088
2089     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2090     if (LHS->hasOneUse() && match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
2091       Constant *Anded = And(CRHS, C2);
2092       if (Anded == CRHS) {
2093         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2094         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2095         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2096
2097         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2098         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2099
2100         // See if the and mask includes all of these bits.
2101         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2102
2103         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2104           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2105           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(X, CRHS,
2106                                                             LHS->getName()), I);
2107           return BinaryOperator::createAnd(NewAdd, C2);
2108         }
2109       }
2110     }
2111
2112     // Try to fold constant add into select arguments.
2113     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2114       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2115         return R;
2116   }
2117
2118   // add (cast *A to intptrtype) B -> 
2119   //   cast (GEP (cast *A to sbyte*) B)  -->  intptrtype
2120   {
2121     CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(LHS);
2122     Value *Other = RHS;
2123     if (!CI) {
2124       CI = dyn_cast<CastInst>(RHS);
2125       Other = LHS;
2126     }
2127     if (CI && CI->getType()->isSized() && 
2128         (CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 
2129          TD->getIntPtrType()->getPrimitiveSizeInBits()) 
2130         && isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
2131       unsigned AS =
2132         cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
2133       Value *I2 = InsertBitCastBefore(CI->getOperand(0),
2134                                       PointerType::get(Type::Int8Ty, AS), I);
2135       I2 = InsertNewInstBefore(new GetElementPtrInst(I2, Other, "ctg2"), I);
2136       return new PtrToIntInst(I2, CI->getType());
2137     }
2138   }
2139   
2140   // add (select X 0 (sub n A)) A  -->  select X A n
2141   {
2142     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS);
2143     Value *Other = RHS;
2144     if (!SI) {
2145       SI = dyn_cast<SelectInst>(RHS);
2146       Other = LHS;
2147     }
2148     if (SI && SI->hasOneUse()) {
2149       Value *TV = SI->getTrueValue();
2150       Value *FV = SI->getFalseValue();
2151       Value *A, *N;
2152
2153       // Can we fold the add into the argument of the select?
2154       // We check both true and false select arguments for a matching subtract.
2155       if (match(FV, m_Zero()) && match(TV, m_Sub(m_Value(N), m_Value(A))) &&
2156           A == Other)  // Fold the add into the true select value.
2157         return new SelectInst(SI->getCondition(), N, A);
2158       if (match(TV, m_Zero()) && match(FV, m_Sub(m_Value(N), m_Value(A))) && 
2159           A == Other)  // Fold the add into the false select value.
2160         return new SelectInst(SI->getCondition(), A, N);
2161     }
2162   }
2163
2164   return Changed ? &I : 0;
2165 }
2166
2167 // isSignBit - Return true if the value represented by the constant only has the
2168 // highest order bit set.
2169 static bool isSignBit(ConstantInt *CI) {
2170   uint32_t NumBits = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2171   return CI->getValue() == APInt::getSignBit(NumBits);
2172 }
2173
2174 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2175   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2176
2177   if (Op0 == Op1)         // sub X, X  -> 0
2178     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2179
2180   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2181   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
2182     return BinaryOperator::createAdd(Op0, V);
2183
2184   if (isa<UndefValue>(Op0))
2185     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2186   if (isa<UndefValue>(Op1))
2187     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2188
2189   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2190     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2191     if (C->isAllOnesValue())
2192       return BinaryOperator::createNot(Op1);
2193
2194     // C - ~X == X + (1+C)
2195     Value *X = 0;
2196     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
2197       return BinaryOperator::createAdd(X, AddOne(C));
2198
2199     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2200     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2201     if (C->isZero()) {
2202       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1))
2203         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2204           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2205             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2206             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2207                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2208               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2209               return BinaryOperator::create(Instruction::AShr, 
2210                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2211             }
2212           }
2213         }
2214         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2215           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2216             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2217             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2218                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2219               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2220               return BinaryOperator::createLShr(
2221                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2222             }
2223           }
2224         } 
2225     }
2226
2227     // Try to fold constant sub into select arguments.
2228     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2229       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2230         return R;
2231
2232     if (isa<PHINode>(Op0))
2233       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2234         return NV;
2235   }
2236
2237   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2238     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add &&
2239         !Op0->getType()->isFPOrFPVector()) {
2240       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2241         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(1), I.getName());
2242       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2243         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(0), I.getName());
2244       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2245         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2246           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2247           return BinaryOperator::createSub(Subtract(CI1, CI2), 
2248                                            Op1I->getOperand(0));
2249       }
2250     }
2251
2252     if (Op1I->hasOneUse()) {
2253       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2254       // is not used by anyone else...
2255       //
2256       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub &&
2257           !Op1I->getType()->isFPOrFPVector()) {
2258         // Swap the two operands of the subexpr...
2259         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2260         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2261         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2262
2263         // Create the new top level add instruction...
2264         return BinaryOperator::createAdd(Op0, Op1);
2265       }
2266
2267       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2268       //
2269       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2270           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2271         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2272
2273         Value *NewNot =
2274           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(OtherOp, "B.not"), I);
2275         return BinaryOperator::createAnd(Op0, NewNot);
2276       }
2277
2278       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2279       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2280         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2281           if (CSI->isZero())
2282             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2283               return BinaryOperator::createSDiv(Op1I->getOperand(0),
2284                                                ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2285
2286       // X - X*C --> X * (1-C)
2287       ConstantInt *C2 = 0;
2288       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
2289         Constant *CP1 = Subtract(ConstantInt::get(I.getType(), 1), C2);
2290         return BinaryOperator::createMul(Op0, CP1);
2291       }
2292
2293       // X - ((X / Y) * Y) --> X % Y
2294       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Mul)
2295         if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op1I->getOperand(0)))
2296           if (Op0 == I->getOperand(0) &&
2297               Op1I->getOperand(1) == I->getOperand(1)) {
2298             if (I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2299               return BinaryOperator::createSRem(Op0, Op1I->getOperand(1));
2300             if (I->getOpcode() == Instruction::UDiv)
2301               return BinaryOperator::createURem(Op0, Op1I->getOperand(1));
2302           }
2303     }
2304   }
2305
2306   if (!Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2307     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2308       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2309         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2310           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2311         else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2312           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2313       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2314         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2315           return BinaryOperator::createNeg(Op0I->getOperand(1), I.getName());
2316       }
2317
2318   ConstantInt *C1;
2319   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
2320     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2321       return BinaryOperator::createMul(Op1, SubOne(C1));
2322
2323     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2324     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
2325       return BinaryOperator::createMul(Op1, Subtract(C1, C2));
2326   }
2327   return 0;
2328 }
2329
2330 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2331 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2332 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2333 /// signed.
2334 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2335                            bool &TrueIfSigned) {
2336   switch (pred) {
2337   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2338     TrueIfSigned = true;
2339     return RHS->isZero();
2340   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2341     TrueIfSigned = true;
2342     return RHS->isAllOnesValue();
2343   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2344     TrueIfSigned = false;
2345     return RHS->isAllOnesValue();
2346   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2347     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2348     TrueIfSigned = true;
2349     return RHS->getValue() ==
2350       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2351   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2352     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2353     TrueIfSigned = true;
2354     return RHS->getValue() == 
2355       APInt::getSignBit(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2356   default:
2357     return false;
2358   }
2359 }
2360
2361 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2362   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2363   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2364
2365   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2366     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2367
2368   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2369   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2370     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2371
2372       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2373       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2374         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2375           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2376             return BinaryOperator::createMul(SI->getOperand(0),
2377                                              ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
2378
2379       if (CI->isZero())
2380         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2381       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2382         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2383       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2384         return BinaryOperator::createNeg(Op0, I.getName());
2385
2386       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2387       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2388         return BinaryOperator::createShl(Op0,
2389                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2390       }
2391     } else if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2392       if (Op1F->isNullValue())
2393         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2394
2395       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2396       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2397       // We need a better interface for long double here.
2398       if (Op1->getType() == Type::FloatTy || Op1->getType() == Type::DoubleTy)
2399         if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
2400           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2401     }
2402     
2403     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2404       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2405           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2406         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2407         Instruction *Add = BinaryOperator::createMul(Op0I->getOperand(0),
2408                                                      Op1, "tmp");
2409         InsertNewInstBefore(Add, I);
2410         Value *C1C2 = ConstantExpr::getMul(Op1, 
2411                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2412         return BinaryOperator::createAdd(Add, C1C2);
2413         
2414       }
2415
2416     // Try to fold constant mul into select arguments.
2417     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2418       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2419         return R;
2420
2421     if (isa<PHINode>(Op0))
2422       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2423         return NV;
2424   }
2425
2426   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
2427     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
2428       return BinaryOperator::createMul(Op0v, Op1v);
2429
2430   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2431   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2432   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2433   // formed.
2434   CastInst *BoolCast = 0;
2435   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(0)))
2436     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2437       BoolCast = CI;
2438   if (!BoolCast)
2439     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2440       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2441         BoolCast = CI;
2442   if (BoolCast) {
2443     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2444       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2445       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2446       bool TIS = false;
2447       
2448       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2449       // multiply into a shift/and combination.
2450       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2451           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1), TIS) &&
2452           TIS) {
2453         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2454         Constant *Amt = ConstantInt::get(SCIOp0->getType(),
2455                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2456         Value *V =
2457           InsertNewInstBefore(
2458             BinaryOperator::create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2459                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2460                                             ".mask"), I);
2461
2462         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2463         // or truncate to the multiply type.
2464         if (I.getType() != V->getType()) {
2465           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2466           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2467           Instruction::CastOps opcode = 
2468             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2469              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2470           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2471         }
2472
2473         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2474         return BinaryOperator::createAnd(V, OtherOp);
2475       }
2476     }
2477   }
2478
2479   return Changed ? &I : 0;
2480 }
2481
2482 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2483 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2484 /// used by the visitors to those instructions.
2485 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2486 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2487   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2488
2489   // undef / X -> 0
2490   if (isa<UndefValue>(Op0))
2491     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2492
2493   // X / undef -> undef
2494   if (isa<UndefValue>(Op1))
2495     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2496
2497   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
2498   // This does not apply for fdiv.
2499   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2500     // [su]div X, (Cond ? 0 : Y) -> div X, Y.  If the div and the select are in
2501     // the same basic block, then we replace the select with Y, and the
2502     // condition of the select with false (if the cond value is in the same BB).
2503     // If the select has uses other than the div, this allows them to be
2504     // simplified also. Note that div X, Y is just as good as div X, 0 (undef)
2505     if (ConstantInt *ST = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2506       if (ST->isNullValue()) {
2507         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2508         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2509           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
2510         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2511           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
2512         else
2513           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
2514         return &I;
2515       }
2516
2517     // Likewise for: [su]div X, (Cond ? Y : 0) -> div X, Y
2518     if (ConstantInt *ST = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))
2519       if (ST->isNullValue()) {
2520         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2521         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2522           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
2523         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2524           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
2525         else
2526           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
2527         return &I;
2528       }
2529   }
2530
2531   return 0;
2532 }
2533
2534 /// This function implements the transforms common to both integer division
2535 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2536 /// division instructions.
2537 /// @brief Common integer divide transforms
2538 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2539   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2540
2541   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2542     return Common;
2543
2544   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2545     // div X, 1 == X
2546     if (RHS->equalsInt(1))
2547       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2548
2549     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2550     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2551       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2552         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2553           return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2554                                         Multiply(RHS, LHSRHS));
2555         }
2556
2557     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2558       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2559         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2560           return R;
2561       if (isa<PHINode>(Op0))
2562         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2563           return NV;
2564     }
2565   }
2566
2567   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2568   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2569     if (LHS->equalsInt(0))
2570       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2571
2572   return 0;
2573 }
2574
2575 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
2576   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2577
2578   // Handle the integer div common cases
2579   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2580     return Common;
2581
2582   // X udiv C^2 -> X >> C
2583   // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
2584   // if so, convert to a right shift.
2585   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2586     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
2587       return BinaryOperator::createLShr(Op0, 
2588                ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
2589   }
2590
2591   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
2592   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
2593     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2594         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2595       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
2596       if (C1.isPowerOf2()) {
2597         Value *N = RHSI->getOperand(1);
2598         const Type *NTy = N->getType();
2599         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
2600           Constant *C2V = ConstantInt::get(NTy, C2);
2601           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(N, C2V, "tmp"), I);
2602         }
2603         return BinaryOperator::createLShr(Op0, N);
2604       }
2605     }
2606   }
2607   
2608   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
2609   // where C1&C2 are powers of two.
2610   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
2611     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2612       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
2613         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
2614         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
2615           // Compute the shift amounts
2616           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
2617           // Construct the "on true" case of the select
2618           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
2619           Instruction *TSI = BinaryOperator::createLShr(
2620                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
2621           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
2622   
2623           // Construct the "on false" case of the select
2624           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
2625           Instruction *FSI = BinaryOperator::createLShr(
2626                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
2627           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
2628
2629           // construct the select instruction and return it.
2630           return new SelectInst(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
2631         }
2632       }
2633   return 0;
2634 }
2635
2636 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
2637   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2638
2639   // Handle the integer div common cases
2640   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2641     return Common;
2642
2643   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2644     // sdiv X, -1 == -X
2645     if (RHS->isAllOnesValue())
2646       return BinaryOperator::createNeg(Op0);
2647
2648     // -X/C -> X/-C
2649     if (Value *LHSNeg = dyn_castNegVal(Op0))
2650       return BinaryOperator::createSDiv(LHSNeg, ConstantExpr::getNeg(RHS));
2651   }
2652
2653   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2654   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
2655   if (I.getType()->isInteger()) {
2656     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2657     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2658       // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
2659       return BinaryOperator::createUDiv(Op0, Op1, I.getName());
2660     }
2661   }      
2662   
2663   return 0;
2664 }
2665
2666 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
2667   return commonDivTransforms(I);
2668 }
2669
2670 /// GetFactor - If we can prove that the specified value is at least a multiple
2671 /// of some factor, return that factor.
2672 static Constant *GetFactor(Value *V) {
2673   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
2674     return CI;
2675   
2676   // Unless we can be tricky, we know this is a multiple of 1.
2677   Constant *Result = ConstantInt::get(V->getType(), 1);
2678   
2679   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
2680   if (!I) return Result;
2681   
2682   if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
2683     // Handle multiplies by a constant, etc.
2684     return ConstantExpr::getMul(GetFactor(I->getOperand(0)),
2685                                 GetFactor(I->getOperand(1)));
2686   } else if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
2687     // (X<<C) -> X * (1 << C)
2688     if (Constant *ShRHS = dyn_cast<Constant>(I->getOperand(1))) {
2689       ShRHS = ConstantExpr::getShl(Result, ShRHS);
2690       return ConstantExpr::getMul(GetFactor(I->getOperand(0)), ShRHS);
2691     }
2692   } else if (I->getOpcode() == Instruction::And) {
2693     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
2694       // X & 0xFFF0 is known to be a multiple of 16.
2695       uint32_t Zeros = RHS->getValue().countTrailingZeros();
2696       if (Zeros != V->getType()->getPrimitiveSizeInBits())// don't shift by "32"
2697         return ConstantExpr::getShl(Result, 
2698                                     ConstantInt::get(Result->getType(), Zeros));
2699     }
2700   } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
2701     // Only handle int->int casts.
2702     if (!CI->isIntegerCast())
2703       return Result;
2704     Value *Op = CI->getOperand(0);
2705     return ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), GetFactor(Op), V->getType());
2706   }    
2707   return Result;
2708 }
2709
2710 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
2711 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
2712 /// is used by the visitors to those instructions.
2713 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
2714 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2715   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2716
2717   // 0 % X == 0, we don't need to preserve faults!
2718   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
2719     if (LHS->isNullValue())
2720       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2721
2722   if (isa<UndefValue>(Op0))              // undef % X -> 0
2723     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2724   if (isa<UndefValue>(Op1))
2725     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
2726
2727   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
2728   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2729     // rem X, (Cond ? 0 : Y) -> rem X, Y.  If the rem and the select are in
2730     // the same basic block, then we replace the select with Y, and the
2731     // condition of the select with false (if the cond value is in the same
2732     // BB).  If the select has uses other than the div, this allows them to be
2733     // simplified also.
2734     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2735       if (ST->isNullValue()) {
2736         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2737         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2738           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
2739         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2740           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
2741         else
2742           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
2743         return &I;
2744       }
2745     // Likewise for: rem X, (Cond ? Y : 0) -> rem X, Y
2746     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2747       if (ST->isNullValue()) {
2748         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2749         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2750           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
2751         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2752           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
2753         else
2754           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
2755         return &I;
2756       }
2757   }
2758
2759   return 0;
2760 }
2761
2762 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
2763 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
2764 /// remainder instructions.
2765 /// @brief Common integer remainder transforms
2766 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2767   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2768
2769   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
2770     return common;
2771
2772   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2773     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
2774     if (RHS->equalsInt(0))
2775       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
2776     
2777     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
2778       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2779
2780     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
2781       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
2782         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2783           return R;
2784       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
2785         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2786           return NV;
2787       }
2788       // (X * C1) % C2 --> 0  iff  C1 % C2 == 0
2789       if (ConstantExpr::getSRem(GetFactor(Op0I), RHS)->isNullValue())
2790         return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2791     }
2792   }
2793
2794   return 0;
2795 }
2796
2797 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
2798   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2799
2800   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
2801     return common;
2802   
2803   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2804     // X urem C^2 -> X and C
2805     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
2806     // if so, convert to a bitwise and.
2807     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
2808       if (C->getValue().isPowerOf2())
2809         return BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(C));
2810   }
2811
2812   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
2813     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
2814     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2815         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2816       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
2817         Constant *N1 = ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType());
2818         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(RHSI, N1,
2819                                                                    "tmp"), I);
2820         return BinaryOperator::createAnd(Op0, Add);
2821       }
2822     }
2823   }
2824
2825   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
2826   // where C1&C2 are powers of two.
2827   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2828     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2829       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
2830         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
2831         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
2832             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
2833           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
2834             BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(STO), SI->getName()+".t"), I);
2835           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
2836             BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(SFO), SI->getName()+".f"), I);
2837           return new SelectInst(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
2838         }
2839       }
2840   }
2841   
2842   return 0;
2843 }
2844
2845 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
2846   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2847
2848   // Handle the integer rem common cases
2849   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
2850     return common;
2851   
2852   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
2853     if (!isa<ConstantInt>(RHSNeg) || 
2854         cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive()) {
2855       // X % -Y -> X % Y
2856       AddUsesToWorkList(I);
2857       I.setOperand(1, RHSNeg);
2858       return &I;
2859     }
2860  
2861   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2862   // unsigned inputs), turn this into a urem.
2863   if (I.getType()->isInteger()) {
2864     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2865     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2866       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
2867       return BinaryOperator::createURem(Op0, Op1, I.getName());
2868     }
2869   }
2870
2871   return 0;
2872 }
2873
2874 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
2875   return commonRemTransforms(I);
2876 }
2877
2878 // isMaxValueMinusOne - return true if this is Max-1
2879 static bool isMaxValueMinusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
2880   uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2881   if (!isSigned)
2882     return C->getValue() == APInt::getAllOnesValue(TypeBits) - 1;
2883   return C->getValue() == APInt::getSignedMaxValue(TypeBits)-1;
2884 }
2885
2886 // isMinValuePlusOne - return true if this is Min+1
2887 static bool isMinValuePlusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
2888   if (!isSigned)
2889     return C->getValue() == 1; // unsigned
2890     
2891   // Calculate 1111111111000000000000
2892   uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2893   return C->getValue() == APInt::getSignedMinValue(TypeBits)+1;
2894 }
2895
2896 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
2897 // constant.
2898 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
2899   return CI->getValue().isPowerOf2();
2900 }
2901
2902 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
2903 // This is the same as lowones(~X).
2904 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
2905   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
2906 }
2907
2908 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
2909 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
2910 ///
2911 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
2912 ///
2913 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
2914 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
2915 ///
2916 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
2917 ///   0  A > B
2918 ///   1  A == B
2919 ///   2  A < B
2920 ///
2921 /// <=>  Value  Definition
2922 /// 000     0   Always false
2923 /// 001     1   A >  B
2924 /// 010     2   A == B
2925 /// 011     3   A >= B
2926 /// 100     4   A <  B
2927 /// 101     5   A != B
2928 /// 110     6   A <= B
2929 /// 111     7   Always true
2930 ///  
2931 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
2932   switch (ICI->getPredicate()) {
2933     // False -> 0
2934   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
2935   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
2936   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
2937   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
2938   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
2939   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
2940   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
2941   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
2942   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
2943   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
2944     // True -> 7
2945   default:
2946     assert(0 && "Invalid ICmp predicate!");
2947     return 0;
2948   }
2949 }
2950
2951 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
2952 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
2953 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
2954 /// of predicate to use in new icmp instructions.
2955 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS) {
2956   switch (code) {
2957   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
2958   case  0: return ConstantInt::getFalse();
2959   case  1: 
2960     if (sign)
2961       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
2962     else
2963       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
2964   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
2965   case  3: 
2966     if (sign)
2967       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
2968     else
2969       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
2970   case  4: 
2971     if (sign)
2972       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
2973     else
2974       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
2975   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
2976   case  6: 
2977     if (sign)
2978       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
2979     else
2980       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
2981   case  7: return ConstantInt::getTrue();
2982   }
2983 }
2984
2985 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
2986   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
2987     (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && 
2988      (p2 == ICmpInst::ICMP_EQ || p2 == ICmpInst::ICMP_NE)) ||
2989     (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && 
2990      (p1 == ICmpInst::ICMP_EQ || p1 == ICmpInst::ICMP_NE));
2991 }
2992
2993 namespace { 
2994 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
2995 struct FoldICmpLogical {
2996   InstCombiner &IC;
2997   Value *LHS, *RHS;
2998   ICmpInst::Predicate pred;
2999   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3000     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3001       pred(ICI->getPredicate()) {}
3002   bool shouldApply(Value *V) const {
3003     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3004       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3005         return (ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS ||
3006                 ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS);
3007     return false;
3008   }
3009   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3010     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3011     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3012       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3013       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3014     }
3015
3016     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3017     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3018     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3019     unsigned Code;
3020     switch (Log.getOpcode()) {
3021     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3022     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3023     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3024     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
3025     }
3026
3027     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
3028                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
3029       
3030     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS);
3031     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3032       return I;
3033     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3034     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3035   }
3036 };
3037 } // end anonymous namespace
3038
3039 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3040 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3041 // guaranteed to be a binary operator.
3042 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3043                                     ConstantInt *OpRHS,
3044                                     ConstantInt *AndRHS,
3045                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3046   Value *X = Op->getOperand(0);
3047   Constant *Together = 0;
3048   if (!Op->isShift())
3049     Together = And(AndRHS, OpRHS);
3050
3051   switch (Op->getOpcode()) {
3052   case Instruction::Xor:
3053     if (Op->hasOneUse()) {
3054       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3055       Instruction *And = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
3056       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
3057       And->takeName(Op);
3058       return BinaryOperator::createXor(And, Together);
3059     }
3060     break;
3061   case Instruction::Or:
3062     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3063       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3064
3065     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3066       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3067       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, Together);
3068       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
3069       Or->takeName(Op);
3070       return BinaryOperator::createAnd(Or, AndRHS);
3071     }
3072     break;
3073   case Instruction::Add:
3074     if (Op->hasOneUse()) {
3075       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3076       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3077       // single bit constant.
3078       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3079
3080       // If there is only one bit set...
3081       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3082         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3083         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3084         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3085         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3086
3087         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3088         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3089           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3090           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3091           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3092           // no effect.
3093           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3094             TheAnd.setOperand(0, X);
3095             return &TheAnd;
3096           } else {
3097             // Pull the XOR out of the AND.
3098             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
3099             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3100             NewAnd->takeName(Op);
3101             return BinaryOperator::createXor(NewAnd, AndRHS);
3102           }
3103         }
3104       }
3105     }
3106     break;
3107
3108   case Instruction::Shl: {
3109     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3110     // the anded constant includes them, clear them now!
3111     //
3112     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3113     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3114     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3115     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3116
3117     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3118     // Masking out bits that the shift already masks
3119       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3120     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3121       TheAnd.setOperand(1, CI);
3122       return &TheAnd;
3123     }
3124     break;
3125   }
3126   case Instruction::LShr:
3127   {
3128     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3129     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3130     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3131     //
3132     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3133     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3134     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3135     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3136
3137     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3138     // Masking out bits that the shift already masks.
3139       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3140     } else if (CI != AndRHS) {
3141       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3142       return &TheAnd;
3143     }
3144     break;
3145   }
3146   case Instruction::AShr:
3147     // Signed shr.
3148     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3149     // with an and.
3150     if (Op->hasOneUse()) {
3151       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3152       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3153       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3154       Constant *C = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3155       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3156         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3157         // Make the argument unsigned.
3158         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3159         ShVal = InsertNewInstBefore(
3160             BinaryOperator::createLShr(ShVal, OpRHS, 
3161                                    Op->getName()), TheAnd);
3162         return BinaryOperator::createAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3163       }
3164     }
3165     break;
3166   }
3167   return 0;
3168 }
3169
3170
3171 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3172 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3173 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3174 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3175 /// insert new instructions.
3176 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3177                                            bool isSigned, bool Inside, 
3178                                            Instruction &IB) {
3179   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3180             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3181          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3182     
3183   if (Inside) {
3184     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3185       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3186
3187     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3188     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3189       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3190         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3191       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3192     }
3193
3194     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3195     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3196     Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3197     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3198     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3199     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3200   }
3201
3202   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3203     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3204
3205   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3206   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3207   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3208     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3209         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3210     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3211   }
3212
3213   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3214   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3215   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3216   Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3217   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3218   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3219   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3220 }
3221
3222 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3223 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3224 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3225 // not, since all 1s are not contiguous.
3226 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3227   const APInt& V = Val->getValue();
3228   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3229   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3230
3231   // look for the first zero bit after the run of ones
3232   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3233   // look for the first non-zero bit
3234   ME = V.getActiveBits(); 
3235   return true;
3236 }
3237
3238 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3239 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3240 /// the following xforms:
3241 /// 
3242 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3243 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3244 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3245 ///
3246 /// return (A +/- B).
3247 ///
3248 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3249                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3250                                         Instruction &I) {
3251   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3252   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3253       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3254
3255   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3256
3257   switch (LHSI->getOpcode()) {
3258   default: return 0;
3259   case Instruction::And:
3260     if (And(N, Mask) == Mask) {
3261       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3262       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3263            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3264           Mask->getValue().getBitWidth())
3265         break;
3266
3267       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3268       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3269       // is all N is, ignore it.
3270       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3271       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3272         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3273         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3274         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3275           break;
3276       }
3277     }
3278     return 0;
3279   case Instruction::Or:
3280   case Instruction::Xor:
3281     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3282     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3283          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3284         && And(N, Mask)->isZero())
3285       break;
3286     return 0;
3287   }
3288   
3289   Instruction *New;
3290   if (isSub)
3291     New = BinaryOperator::createSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3292   else
3293     New = BinaryOperator::createAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3294   return InsertNewInstBefore(New, I);
3295 }
3296
3297 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
3298   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3299   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3300
3301   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
3302     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3303
3304   // and X, X = X
3305   if (Op0 == Op1)
3306     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3307
3308   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3309   // purpose is to compute bits we don't care about.
3310   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3311     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3312     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3313     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3314                              KnownZero, KnownOne))
3315       return &I;
3316   } else {
3317     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3318       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
3319         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
3320     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3321       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
3322     }
3323   }
3324   
3325   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3326     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
3327     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
3328
3329     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
3330     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
3331       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
3332       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
3333       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
3334       switch (Op0I->getOpcode()) {
3335       case Instruction::Xor:
3336       case Instruction::Or:
3337         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
3338         if (Op0I->hasOneUse()) {
3339           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
3340             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
3341             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::createAnd(Op0RHS, AndRHS,
3342                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
3343             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
3344             return BinaryOperator::create(
3345                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
3346           }
3347           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
3348               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
3349             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
3350             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::createAnd(Op0LHS, AndRHS,
3351                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
3352             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
3353             return BinaryOperator::create(
3354                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
3355           }
3356         }
3357
3358         break;
3359       case Instruction::Add:
3360         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3361         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3362         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3363         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
3364           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
3365         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
3366           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
3367         break;
3368
3369       case Instruction::Sub:
3370         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3371         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3372         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3373         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
3374           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
3375         break;
3376       }
3377
3378       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
3379         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
3380           return Res;
3381     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3382       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
3383       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
3384       // frequently occurs for bitfield accesses.
3385       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
3386         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
3387             CastOp->getNumOperands() == 2)
3388           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1)))
3389             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
3390               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
3391               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
3392               // This will fold the two constants together, which may allow 
3393               // other simplifications.
3394               Instruction *NewCast = CastInst::createTruncOrBitCast(
3395                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
3396                 CastOp->getName()+".shrunk");
3397               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
3398               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
3399               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3400               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
3401               return BinaryOperator::createAnd(NewCast, C3);
3402             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
3403               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
3404               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
3405               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3406               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)   // trunc(C1)&C2
3407                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
3408             }
3409       }
3410     }
3411
3412     // Try to fold constant and into select arguments.
3413     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3414       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3415         return R;
3416     if (isa<PHINode>(Op0))
3417       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3418         return NV;
3419   }
3420
3421   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
3422   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
3423
3424   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
3425     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3426
3427   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
3428   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3429     Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
3430                                                I.getName()+".demorgan");
3431     InsertNewInstBefore(Or, I);
3432     return BinaryOperator::createNot(Or);
3433   }
3434   
3435   {
3436     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
3437     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3438       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
3439         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3440     
3441       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
3442       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3443         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3444           return BinaryOperator::createXor(A, B);
3445       }
3446     }
3447     
3448     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3449       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
3450         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3451
3452       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
3453       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3454         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3455           return BinaryOperator::createXor(A, B);
3456       }
3457     }
3458     
3459     if (Op0->hasOneUse() &&
3460         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3461       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
3462         I.swapOperands();     // Simplify below
3463         std::swap(Op0, Op1);
3464       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
3465         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
3466         I.swapOperands();     // Simplify below
3467         std::swap(Op0, Op1);
3468       }
3469     }
3470     if (Op1->hasOneUse() &&
3471         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3472       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
3473         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
3474         std::swap(A, B);
3475       }
3476       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
3477         Instruction *NotB = BinaryOperator::createNot(B, "tmp");
3478         InsertNewInstBefore(NotB, I);
3479         return BinaryOperator::createAnd(A, NotB);
3480       }
3481     }
3482   }
3483   
3484   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
3485     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3486     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3487       return R;
3488
3489     Value *LHSVal, *RHSVal;
3490     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3491     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3492     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
3493       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
3494         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) & (X icmp C2)
3495             // ICMP_[GL]E X, CST is folded to ICMP_[GL]T elsewhere.
3496             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3497             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3498             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3499             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3500             
3501             // Don't try to fold ICMP_SLT + ICMP_ULT.
3502             (ICmpInst::isEquality(LHSCC) || ICmpInst::isEquality(RHSCC) ||
3503              ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) == 
3504                  ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC))) {
3505           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3506           ICmpInst::Predicate GT;
3507           if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
3508               (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
3509                ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
3510             GT = ICmpInst::ICMP_SGT;
3511           else
3512             GT = ICmpInst::ICMP_UGT;
3513           
3514           Constant *Cmp = ConstantExpr::getICmp(GT, LHSCst, RHSCst);
3515           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
3516           if (cast<ConstantInt>(Cmp)->getZExtValue()) {
3517             std::swap(LHS, RHS);
3518             std::swap(LHSCst, RHSCst);
3519             std::swap(LHSCC, RHSCC);
3520           }
3521
3522           // At this point, we know we have have two icmp instructions
3523           // comparing a value against two constants and and'ing the result
3524           // together.  Because of the above check, we know that we only have
3525           // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3526           // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3527           // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3528           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3529
3530           switch (LHSCC) {
3531           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3532           case ICmpInst::ICMP_EQ:
3533             switch (RHSCC) {
3534             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3535             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3536             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3537             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3538               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3539             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3540             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3541             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3542               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3543             }
3544           case ICmpInst::ICMP_NE:
3545             switch (RHSCC) {
3546             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3547             case ICmpInst::ICMP_ULT:
3548               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3549                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSVal, LHSCst);
3550               break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3551             case ICmpInst::ICMP_SLT:
3552               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3553                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSVal, LHSCst);
3554               break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3555             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3556             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3557             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3558               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3559             case ICmpInst::ICMP_NE:
3560               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3561                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3562                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
3563                                                       LHSVal->getName()+".off");
3564                 InsertNewInstBefore(Add, I);
3565                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3566                                     ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3567               }
3568               break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3569             }
3570             break;
3571           case ICmpInst::ICMP_ULT:
3572             switch (RHSCC) {
3573             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3574             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3575             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3576               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3577             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3578               break;
3579             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3580             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3581               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3582             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3583               break;
3584             }
3585             break;
3586           case ICmpInst::ICMP_SLT:
3587             switch (RHSCC) {
3588             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3589             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3590             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3591               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3592             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3593               break;
3594             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3595             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3596               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3597             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3598               break;
3599             }
3600             break;
3601           case ICmpInst::ICMP_UGT:
3602             switch (RHSCC) {
3603             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3604             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X > 13
3605               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3606             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3607               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3608             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3609               break;
3610             case ICmpInst::ICMP_NE:
3611               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3612                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
3613               break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3614             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) ->(X-14) <u 1
3615               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, 
3616                                      true, I);
3617             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3618               break;
3619             }
3620             break;
3621           case ICmpInst::ICMP_SGT:
3622             switch (RHSCC) {
3623             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3624             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
3625             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3626               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3627             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3628               break;
3629             case ICmpInst::ICMP_NE:
3630               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3631                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
3632               break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3633             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) ->(X-14) s< 1
3634               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, 
3635                                      true, I);
3636             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3637               break;
3638             }
3639             break;
3640           }
3641         }
3642   }
3643
3644   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
3645   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
3646     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
3647       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
3648         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
3649         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
3650             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
3651             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
3652                               I.getType(), TD) &&
3653             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
3654                               I.getType(), TD)) {
3655           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createAnd(Op0C->getOperand(0),
3656                                                          Op1C->getOperand(0),
3657                                                          I.getName());
3658           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
3659           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
3660         }
3661       }
3662     
3663   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
3664   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
3665     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
3666       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
3667           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
3668           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
3669         Instruction *NewOp =
3670           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(SI0->getOperand(0),
3671                                                         SI1->getOperand(0),
3672                                                         SI0->getName()), I);
3673         return BinaryOperator::create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
3674                                       SI1->getOperand(1));
3675       }
3676   }
3677
3678   // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
3679   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
3680     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
3681       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
3682           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD)
3683         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
3684           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
3685             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
3686             // false.
3687             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
3688               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3689             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS->getOperand(0),
3690                                 RHS->getOperand(0));
3691           }
3692     }
3693   }
3694       
3695   return Changed ? &I : 0;
3696 }
3697
3698 /// CollectBSwapParts - Look to see if the specified value defines a single byte
3699 /// in the result.  If it does, and if the specified byte hasn't been filled in
3700 /// yet, fill it in and return false.
3701 static bool CollectBSwapParts(Value *V, SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
3702   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
3703   if (I == 0) return true;
3704
3705   // If this is an or instruction, it is an inner node of the bswap.
3706   if (I->getOpcode() == Instruction::Or)
3707     return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), ByteValues) ||
3708            CollectBSwapParts(I->getOperand(1), ByteValues);
3709   
3710   uint32_t BitWidth = I->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
3711   // If this is a shift by a constant int, and it is "24", then its operand
3712   // defines a byte.  We only handle unsigned types here.
3713   if (I->isShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
3714     // Not shifting the entire input by N-1 bytes?
3715     if (cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(BitWidth) !=
3716         8*(ByteValues.size()-1))
3717       return true;
3718     
3719     unsigned DestNo;
3720     if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
3721       // X << 24 defines the top byte with the lowest of the input bytes.
3722       DestNo = ByteValues.size()-1;
3723     } else {
3724       // X >>u 24 defines the low byte with the highest of the input bytes.
3725       DestNo = 0;
3726     }
3727     
3728     // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
3729     // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
3730     if (ByteValues[DestNo] && ByteValues[DestNo] != I->getOperand(0))
3731       return true;
3732     ByteValues[DestNo] = I->getOperand(0);
3733     return false;
3734   }
3735   
3736   // Otherwise, we can only handle and(shift X, imm), imm).  Bail out of if we
3737   // don't have this.
3738   Value *Shift = 0, *ShiftLHS = 0;
3739   ConstantInt *AndAmt = 0, *ShiftAmt = 0;
3740   if (!match(I, m_And(m_Value(Shift), m_ConstantInt(AndAmt))) ||
3741       !match(Shift, m_Shift(m_Value(ShiftLHS), m_ConstantInt(ShiftAmt))))
3742     return true;
3743   Instruction *SI = cast<Instruction>(Shift);
3744
3745   // Make sure that the shift amount is by a multiple of 8 and isn't too big.
3746   if (ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) & 7 ||
3747       ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) > 8*ByteValues.size())
3748     return true;
3749   
3750   // Turn 0xFF -> 0, 0xFF00 -> 1, 0xFF0000 -> 2, etc.
3751   unsigned DestByte;
3752   if (AndAmt->getValue().getActiveBits() > 64)
3753     return true;
3754   uint64_t AndAmtVal = AndAmt->getZExtValue();
3755   for (DestByte = 0; DestByte != ByteValues.size(); ++DestByte)
3756     if (AndAmtVal == uint64_t(0xFF) << 8*DestByte)
3757       break;
3758   // Unknown mask for bswap.
3759   if (DestByte == ByteValues.size()) return true;
3760   
3761   unsigned ShiftBytes = ShiftAmt->getZExtValue()/8;
3762   unsigned SrcByte;
3763   if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
3764     SrcByte = DestByte - ShiftBytes;
3765   else
3766     SrcByte = DestByte + ShiftBytes;
3767   
3768   // If the SrcByte isn't a bswapped value from the DestByte, reject it.
3769   if (SrcByte != ByteValues.size()-DestByte-1)
3770     return true;
3771   
3772   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
3773   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
3774   if (ByteValues[DestByte] && ByteValues[DestByte] != SI->getOperand(0))
3775     return true;
3776   ByteValues[DestByte] = SI->getOperand(0);
3777   return false;
3778 }
3779
3780 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
3781 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
3782 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
3783   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
3784   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16) 
3785     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
3786   
3787   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
3788   /// defines each byte.
3789   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
3790   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
3791     
3792   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
3793   if (CollectBSwapParts(I.getOperand(0), ByteValues) ||
3794       CollectBSwapParts(I.getOperand(1), ByteValues))
3795     return 0;
3796   
3797   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
3798   Value *V = ByteValues[0];
3799   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
3800   
3801   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
3802   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
3803     if (ByteValues[i] != V)
3804       return 0;
3805   const Type *Tys[] = { ITy };
3806   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
3807   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
3808   return new CallInst(F, V);
3809 }
3810
3811
3812 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
3813   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3814   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3815
3816   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
3817     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
3818
3819   // or X, X = X
3820   if (Op0 == Op1)
3821     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3822
3823   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3824   // purpose is to compute bits we don't care about.
3825   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3826     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3827     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3828     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3829                              KnownZero, KnownOne))
3830       return &I;
3831   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3832     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
3833   } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3834     if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
3835       return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
3836   }
3837     
3838
3839   
3840   // or X, -1 == -1
3841   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3842     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
3843     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
3844     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
3845       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS);
3846       InsertNewInstBefore(Or, I);
3847       Or->takeName(Op0);
3848       return BinaryOperator::createAnd(Or, 
3849                ConstantInt::get(RHS->getValue() | C1->getValue()));
3850     }
3851
3852     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
3853     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
3854       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS);
3855       InsertNewInstBefore(Or, I);
3856       Or->takeName(Op0);
3857       return BinaryOperator::createXor(Or,
3858                  ConstantInt::get(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
3859     }
3860
3861     // Try to fold constant and into select arguments.
3862     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3863       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3864         return R;
3865     if (isa<PHINode>(Op0))
3866       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3867         return NV;
3868   }
3869
3870   Value *A = 0, *B = 0;
3871   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
3872
3873   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
3874     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
3875       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3876   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
3877     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
3878       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3879
3880   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
3881   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
3882   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
3883       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
3884       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
3885        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
3886     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
3887       return BSwap;
3888   }
3889   
3890   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
3891   if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
3892       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
3893     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op1);
3894     InsertNewInstBefore(NOr, I);
3895     NOr->takeName(Op0);
3896     return BinaryOperator::createXor(NOr, C1);
3897   }
3898
3899   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
3900   if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
3901       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
3902     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op0);
3903     InsertNewInstBefore(NOr, I);
3904     NOr->takeName(Op0);
3905     return BinaryOperator::createXor(NOr, C1);
3906   }
3907
3908   // (A & C)|(B & D)
3909   Value *C = 0, *D = 0;
3910   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
3911       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
3912     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
3913     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
3914     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
3915     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
3916       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
3917       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
3918       // replace with V+N.
3919       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
3920         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
3921             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
3922           // Add commutes, try both ways.
3923           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
3924             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
3925           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
3926             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
3927         }
3928         // Or commutes, try both ways.
3929         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
3930             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
3931           // Add commutes, try both ways.
3932           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
3933             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
3934           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
3935             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
3936         }
3937       }
3938       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
3939     }
3940     
3941     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
3942     // terms for V1 & (V2|V3).
3943     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
3944       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
3945         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
3946       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
3947         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
3948       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
3949         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
3950       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
3951         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
3952       
3953       if (V1) {
3954         Value *Or =
3955           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createOr(V2, V3, "tmp"), I);
3956         return BinaryOperator::createAnd(V1, Or);
3957       }
3958     }
3959   }
3960   
3961   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
3962   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
3963     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
3964       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
3965           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
3966           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
3967         Instruction *NewOp =
3968         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createOr(SI0->getOperand(0),
3969                                                      SI1->getOperand(0),
3970                                                      SI0->getName()), I);
3971         return BinaryOperator::create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
3972                                       SI1->getOperand(1));
3973       }
3974   }
3975
3976   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {   // ~A | Op1
3977     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
3978       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
3979   } else {
3980     A = 0;
3981   }
3982   // Note, A is still live here!
3983   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)))) {   // Op0 | ~B
3984     if (Op0 == B)
3985       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
3986
3987     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
3988     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3989       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(A, B,
3990                                               I.getName()+".demorgan"), I);
3991       return BinaryOperator::createNot(And);
3992     }
3993   }
3994
3995   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3996   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
3997     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3998       return R;
3999
4000     Value *LHSVal, *RHSVal;
4001     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4002     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4003     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
4004       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
4005         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) | (X icmp C2)
4006             // icmp [us][gl]e x, cst is folded to icmp [us][gl]t elsewhere.
4007             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
4008             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
4009             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
4010             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
4011             // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4012             PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
4013           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4014           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
4015           bool NeedsSwap;
4016           if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC))
4017             NeedsSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4018           else
4019             NeedsSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4020             
4021           if (NeedsSwap) {
4022             std::swap(LHS, RHS);
4023             std::swap(LHSCst, RHSCst);
4024             std::swap(LHSCC, RHSCC);
4025           }
4026
4027           // At this point, we know we have have two icmp instructions
4028           // comparing a value against two constants and or'ing the result
4029           // together.  Because of the above check, we know that we only have
4030           // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4031           // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4032           // equal.
4033           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4034
4035           switch (LHSCC) {
4036           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4037           case ICmpInst::ICMP_EQ:
4038             switch (RHSCC) {
4039             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4040             case ICmpInst::ICMP_EQ:
4041               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {// (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4042                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
4043                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
4044                                                       LHSVal->getName()+".off");
4045                 InsertNewInstBefore(Add, I);
4046                 AddCST = Subtract(AddOne(RHSCst), LHSCst);
4047                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4048               }
4049               break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4050             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4051             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4052               break;
4053             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4054             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4055             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4056               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4057             }
4058             break;
4059           case ICmpInst::ICMP_NE:
4060             switch (RHSCC) {
4061             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4062             case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4063             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4064             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4065               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4066             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4067             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4068             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4069               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4070             }
4071             break;
4072           case ICmpInst::ICMP_ULT:
4073             switch (RHSCC) {
4074             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4075             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4076               break;
4077             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) ->(X-13) u> 2
4078               // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4079               // this can cause overflow.
4080               if (RHSCst->isMaxValue(false))
4081                 return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4082               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, 
4083                                      false, I);
4084             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4085               break;
4086             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4087             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4088               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4089             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4090               break;
4091             }
4092             break;
4093           case ICmpInst::ICMP_SLT:
4094             switch (RHSCC) {
4095             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4096             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4097               break;
4098             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) ->(X-13) s> 2
4099               // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4100               // this can cause overflow.
4101               if (RHSCst->isMaxValue(true))
4102                 return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4103               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, 
4104                                      false, I);
4105             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4106               break;
4107             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4108             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4109               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4110             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4111               break;
4112             }
4113             break;
4114           case ICmpInst::ICMP_UGT:
4115             switch (RHSCC) {
4116             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4117             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4118             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4119               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4120             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4121               break;
4122             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4123             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4124               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4125             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4126               break;
4127             }
4128             break;
4129           case ICmpInst::ICMP_SGT:
4130             switch (RHSCC) {
4131             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4132             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4133             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4134               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4135             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4136               break;
4137             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4138             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4139               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4140             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4141               break;
4142             }
4143             break;
4144           }
4145         }
4146   }
4147     
4148   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4149   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4150     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4151       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4152         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4153         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4154             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4155             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4156                               I.getType(), TD) &&
4157             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4158                               I.getType(), TD)) {
4159           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createOr(Op0C->getOperand(0),
4160                                                         Op1C->getOperand(0),
4161                                                         I.getName());
4162           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4163           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4164         }
4165       }
4166   }
4167   
4168     
4169   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
4170   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4171     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4172       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4173           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO)
4174         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4175           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4176             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4177             // true.
4178             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4179               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4180             
4181             // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4182             // rest.
4183             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS->getOperand(0),
4184                                 RHS->getOperand(0));
4185           }
4186     }
4187   }
4188
4189   return Changed ? &I : 0;
4190 }
4191
4192 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
4193 struct XorSelf {
4194   Value *RHS;
4195   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
4196   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
4197   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
4198     return &Xor;
4199   }
4200 };
4201
4202
4203 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
4204   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4205   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4206
4207   if (isa<UndefValue>(Op1))
4208     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
4209
4210   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
4211   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
4212     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
4213     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4214   }
4215   
4216   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4217   // purpose is to compute bits we don't care about.
4218   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4219     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4220     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4221     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4222                              KnownZero, KnownOne))
4223       return &I;
4224   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4225     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
4226   }
4227
4228   // Is this a ~ operation?
4229   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
4230     // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
4231     // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
4232     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
4233       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
4234           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4235         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
4236         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
4237           Instruction *NotY =
4238             BinaryOperator::createNot(Op0I->getOperand(1),
4239                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
4240           InsertNewInstBefore(NotY, I);
4241           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
4242             return BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, NotY);
4243           else
4244             return BinaryOperator::createAnd(Op0NotVal, NotY);
4245         }
4246       }
4247     }
4248   }
4249   
4250   
4251   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4252     // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
4253     if (RHS == ConstantInt::getTrue() && Op0->hasOneUse()) {
4254       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4255         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
4256                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
4257
4258       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
4259         return new FCmpInst(FCI->getInversePredicate(),
4260                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
4261     }
4262
4263     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4264       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
4265       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
4266         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
4267           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
4268           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
4269                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
4270           return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
4271         }
4272           
4273       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
4274         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
4275           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
4276           if (RHS->isAllOnesValue()) {
4277             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
4278             return BinaryOperator::createSub(
4279                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
4280                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
4281                                           Op0I->getOperand(0));
4282           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
4283             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
4284             Constant *C = ConstantInt::get(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
4285             return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(0), C);
4286
4287           }
4288         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4289           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
4290           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
4291             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
4292             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
4293             // NewRHS.
4294             Constant *CommonBits = And(Op0CI, RHS);
4295             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
4296                                           ConstantExpr::getNot(CommonBits));
4297             AddToWorkList(Op0I);
4298             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
4299             I.setOperand(1, NewRHS);
4300             return &I;
4301           }
4302         }
4303     }
4304
4305     // Try to fold constant and into select arguments.
4306     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4307       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4308         return R;
4309     if (isa<PHINode>(Op0))
4310       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4311         return NV;
4312   }
4313
4314   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
4315     if (X == Op1)
4316       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4317
4318   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
4319     if (X == Op0)
4320       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4321
4322   
4323   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
4324   if (Op1I) {
4325     Value *A, *B;
4326     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4327       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
4328         Op1I->swapOperands();
4329         I.swapOperands();
4330         std::swap(Op0, Op1);
4331       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
4332         I.swapOperands();     // Simplified below.
4333         std::swap(Op0, Op1);
4334       }
4335     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4336       if (Op0 == A)                                          // A^(A^B) == B
4337         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4338       else if (Op0 == B)                                     // A^(B^A) == B
4339         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4340     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op1I->hasOneUse()){
4341       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
4342         Op1I->swapOperands();
4343         std::swap(A, B);
4344       }
4345       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
4346         I.swapOperands();     // Simplified below.
4347         std::swap(Op0, Op1);
4348       }
4349     }
4350   }
4351   
4352   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
4353   if (Op0I) {
4354     Value *A, *B;
4355     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()) {
4356       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
4357         std::swap(A, B);
4358       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
4359         Instruction *NotB =
4360           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(Op1, "tmp"), I);
4361         return BinaryOperator::createAnd(A, NotB);
4362       }
4363     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4364       if (Op1 == A)                                          // (A^B)^A == B
4365         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4366       else if (Op1 == B)                                     // (B^A)^A == B
4367         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4368     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()){
4369       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
4370         std::swap(A, B);
4371       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
4372           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
4373         Instruction *N =
4374           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(A, "tmp"), I);
4375         return BinaryOperator::createAnd(N, Op1);
4376       }
4377     }
4378   }
4379   
4380   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
4381   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
4382       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
4383       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
4384       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
4385     Instruction *NewOp =
4386       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(Op0I->getOperand(0),
4387                                                     Op1I->getOperand(0),
4388                                                     Op0I->getName()), I);
4389     return BinaryOperator::create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
4390                                   Op1I->getOperand(1));
4391   }
4392     
4393   if (Op0I && Op1I) {
4394     Value *A, *B, *C, *D;
4395     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
4396     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4397         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4398       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4399         return BinaryOperator::createXor(A, B);
4400     }
4401     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
4402     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4403         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4404       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4405         return BinaryOperator::createXor(A, B);
4406     }
4407     
4408     // (A & B)^(C & D)
4409     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
4410         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4411         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4412       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
4413       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
4414       if (A == C)
4415         X = A, Y = B, Z = D;
4416       else if (A == D)
4417         X = A, Y = B, Z = C;
4418       else if (B == C)
4419         X = B, Y = A, Z = D;
4420       else if (B == D)
4421         X = B, Y = A, Z = C;
4422       
4423       if (X) {
4424         Instruction *NewOp =
4425         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
4426         return BinaryOperator::createAnd(NewOp, X);
4427       }
4428     }
4429   }
4430     
4431   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4432   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
4433     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4434       return R;
4435
4436   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
4437   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4438     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4439       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
4440         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4441         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4442             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4443             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4444                               I.getType(), TD) &&
4445             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4446                               I.getType(), TD)) {
4447           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createXor(Op0C->getOperand(0),
4448                                                          Op1C->getOperand(0),
4449                                                          I.getName());
4450           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4451           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4452         }
4453       }
4454   }
4455   return Changed ? &I : 0;
4456 }
4457
4458 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
4459 /// overflowed for this type.
4460 static bool AddWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
4461                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
4462   Result = cast<ConstantInt>(Add(In1, In2));
4463
4464   if (IsSigned)
4465     if (In2->getValue().isNegative())
4466       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
4467     else
4468       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
4469   else
4470     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
4471 }
4472
4473 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
4474 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
4475 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
4476 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
4477   TargetData &TD = IC.getTargetData();
4478   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
4479   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
4480   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
4481
4482   // Build a mask for high order bits.
4483   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSize()*8;
4484   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
4485
4486   for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
4487     Value *Op = GEP->getOperand(i);
4488     uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
4489     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
4490       if (OpC->isZero()) continue;
4491       
4492       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
4493       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
4494         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
4495         
4496         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
4497           Result = ConstantInt::get(RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
4498         else
4499           Result = IC.InsertNewInstBefore(
4500                    BinaryOperator::createAdd(Result,
4501                                              ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
4502                                              GEP->getName()+".offs"), I);
4503         continue;
4504       }
4505       
4506       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
4507       Constant *OC = ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
4508       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale);
4509       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
4510         Result = ConstantExpr::getAdd(RC, Scale);
4511       else {
4512         // Emit an add instruction.
4513         Result = IC.InsertNewInstBefore(
4514            BinaryOperator::createAdd(Result, Scale,
4515                                      GEP->getName()+".offs"), I);
4516       }
4517       continue;
4518     }
4519     // Convert to correct type.
4520     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
4521       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
4522         Op = ConstantExpr::getSExt(OpC, IntPtrTy);
4523       else
4524         Op = IC.InsertNewInstBefore(new SExtInst(Op, IntPtrTy,
4525                                                  Op->getName()+".c"), I);
4526     }
4527     if (Size != 1) {
4528       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
4529       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
4530         Op = ConstantExpr::getMul(OpC, Scale);
4531       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
4532         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createMul(Op, Scale,
4533                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
4534     }
4535
4536     // Emit an add instruction.
4537     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
4538       Result = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(Op),
4539                                     cast<Constant>(Result));
4540     else
4541       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(Op, Result,
4542                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
4543   }
4544   return Result;
4545 }
4546
4547 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
4548 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
4549 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
4550                                        ICmpInst::Predicate Cond,
4551                                        Instruction &I) {
4552   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
4553
4554   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(RHS))
4555     if (isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType()))
4556       RHS = CI->getOperand(0);
4557
4558   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
4559   if (PtrBase == RHS) {
4560     // As an optimization, we don't actually have to compute the actual value of
4561     // OFFSET if this is a icmp_eq or icmp_ne comparison, just return whether 
4562     // each index is zero or not.
4563     if (Cond == ICmpInst::ICMP_EQ || Cond == ICmpInst::ICMP_NE) {
4564       Instruction *InVal = 0;
4565       gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPLHS);
4566       for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
4567         bool EmitIt = true;
4568         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))) {
4569           if (isa<UndefValue>(C))  // undef index -> undef.
4570             return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
4571           if (C->isNullValue())
4572             EmitIt = false;
4573           else if (TD->getABITypeSize(GTI.getIndexedType()) == 0) {
4574             EmitIt = false;  // This is indexing into a zero sized array?
4575           } else if (isa<ConstantInt>(C))
4576             return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
4577                                  ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4578                                                   Cond == ICmpInst::ICMP_NE));
4579         }
4580
4581         if (EmitIt) {
4582           Instruction *Comp =
4583             new ICmpInst(Cond, GEPLHS->getOperand(i),
4584                     Constant::getNullValue(GEPLHS->getOperand(i)->getType()));
4585           if (InVal == 0)
4586             InVal = Comp;
4587           else {
4588             InVal = InsertNewInstBefore(InVal, I);
4589             InsertNewInstBefore(Comp, I);
4590             if (Cond == ICmpInst::ICMP_NE)   // True if any are unequal
4591               InVal = BinaryOperator::createOr(InVal, Comp);
4592             else                              // True if all are equal
4593               InVal = BinaryOperator::createAnd(InVal, Comp);
4594           }
4595         }
4596       }
4597
4598       if (InVal)
4599         return InVal;
4600       else
4601         // No comparison is needed here, all indexes = 0
4602         ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4603                                                 Cond == ICmpInst::ICMP_EQ));
4604     }
4605
4606     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
4607     // the result to fold to a constant!
4608     if (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) {
4609       // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
4610       Value *Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
4611       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
4612                           Constant::getNullValue(Offset->getType()));
4613     }
4614   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
4615     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
4616     // compare the base pointer.
4617     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
4618       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
4619       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
4620                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
4621       if (IndicesTheSame)
4622         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4623           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
4624             IndicesTheSame = false;
4625             break;
4626           }
4627
4628       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
4629       if (IndicesTheSame)
4630         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
4631                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
4632
4633       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
4634       // different, bail out.
4635       return 0;
4636     }
4637
4638     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
4639     bool AllZeros = true;
4640     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4641       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
4642           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
4643         AllZeros = false;
4644         break;
4645       }
4646     if (AllZeros)
4647       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
4648                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
4649
4650     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
4651     AllZeros = true;
4652     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4653       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
4654           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
4655         AllZeros = false;
4656         break;
4657       }
4658     if (AllZeros)
4659       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
4660
4661     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
4662       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
4663       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
4664       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
4665       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4666         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
4667           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
4668                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
4669             // Irreconcilable differences.
4670             NumDifferences = 2;
4671             break;
4672           } else {
4673             if (NumDifferences++) break;
4674             DiffOperand = i;
4675           }
4676         }
4677
4678       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
4679         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
4680                                    ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
4681                                                     isTrueWhenEqual(Cond)));
4682
4683       else if (NumDifferences == 1) {
4684         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
4685         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
4686         // Make sure we do a signed comparison here.
4687         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
4688       }
4689     }
4690
4691     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
4692     // the result to fold to a constant!
4693     if ((isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
4694         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
4695       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
4696       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
4697       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
4698       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
4699     }
4700   }
4701   return 0;
4702 }
4703
4704 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
4705   bool Changed = SimplifyCompare(I);
4706   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4707
4708   // Fold trivial predicates.
4709   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4710     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Type::Int1Ty));
4711   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4712     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4713   
4714   // Simplify 'fcmp pred X, X'
4715   if (Op0 == Op1) {
4716     switch (I.getPredicate()) {
4717     default: assert(0 && "Unknown predicate!");
4718     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
4719     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
4720     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
4721       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4722     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
4723     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
4724     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
4725       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
4726       
4727     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
4728     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
4729     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
4730     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
4731       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
4732       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
4733       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
4734       return &I;
4735       
4736     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
4737     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
4738     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
4739     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
4740       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
4741       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
4742       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
4743       return &I;
4744     }
4745   }
4746     
4747   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
4748     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
4749
4750   // Handle fcmp with constant RHS
4751   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
4752     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
4753       switch (LHSI->getOpcode()) {
4754       case Instruction::PHI:
4755         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4756           return NV;
4757         break;
4758       case Instruction::Select:
4759         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
4760         // comparison into the select arms, which will cause one to be
4761         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
4762         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
4763         if (LHSI->hasOneUse()) {
4764           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
4765             // Fold the known value into the constant operand.
4766             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
4767             // Insert a new FCmp of the other select operand.
4768             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
4769                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
4770                                                       I.getName()), I);
4771           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
4772             // Fold the known value into the constant operand.
4773             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
4774             // Insert a new FCmp of the other select operand.
4775             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
4776                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
4777                                                       I.getName()), I);
4778           }
4779         }
4780
4781         if (Op1)
4782           return new SelectInst(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
4783         break;
4784       }
4785   }
4786
4787   return Changed ? &I : 0;
4788 }
4789
4790 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
4791   bool Changed = SimplifyCompare(I);
4792   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4793   const Type *Ty = Op0->getType();
4794
4795   // icmp X, X
4796   if (Op0 == Op1)
4797     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4798                                                    isTrueWhenEqual(I)));
4799
4800   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
4801     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
4802   
4803   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
4804   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
4805   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
4806        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
4807       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
4808        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
4809     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4810                                                    !isTrueWhenEqual(I)));
4811
4812   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
4813   if (Ty == Type::Int1Ty) {
4814     switch (I.getPredicate()) {
4815     default: assert(0 && "Invalid icmp instruction!");
4816     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq bool %A, %B -> ~(A^B)
4817       Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
4818       InsertNewInstBefore(Xor, I);
4819       return BinaryOperator::createNot(Xor);
4820     }
4821     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq bool %A, %B -> A^B
4822       return BinaryOperator::createXor(Op0, Op1);
4823
4824     case ICmpInst::ICMP_UGT:
4825     case ICmpInst::ICMP_SGT:
4826       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp gt -> icmp lt
4827       // FALL THROUGH
4828     case ICmpInst::ICMP_ULT:
4829     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp lt bool A, B -> ~X & Y
4830       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
4831       InsertNewInstBefore(Not, I);
4832       return BinaryOperator::createAnd(Not, Op1);
4833     }
4834     case ICmpInst::ICMP_UGE:
4835     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4836       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ge -> icmp le
4837       // FALL THROUGH
4838     case ICmpInst::ICMP_ULE:
4839     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp le bool %A, %B -> ~A | B
4840       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
4841       InsertNewInstBefore(Not, I);
4842       return BinaryOperator::createOr(Not, Op1);
4843     }
4844     }
4845   }
4846
4847   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
4848   // can be folded into the comparison.
4849   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4850       Value *A, *B;
4851     
4852     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
4853     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
4854         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4855       // (icmp cond A B) if cond is equality
4856       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
4857     }
4858     
4859     switch (I.getPredicate()) {
4860     default: break;
4861     case ICmpInst::ICMP_ULT:                        // A <u MIN -> FALSE
4862       if (CI->isMinValue(false))
4863         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4864       if (CI->isMaxValue(false))                    // A <u MAX -> A != MAX
4865         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0,Op1);
4866       if (isMinValuePlusOne(CI,false))              // A <u MIN+1 -> A == MIN
4867         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
4868       // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
4869       if (CI->isMinValue(true))
4870         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
4871                             ConstantInt::getAllOnesValue(Op0->getType()));
4872           
4873       break;
4874
4875     case ICmpInst::ICMP_SLT:
4876       if (CI->isMinValue(true))                    // A <s MIN -> FALSE
4877         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4878       if (CI->isMaxValue(true))                    // A <s MAX -> A != MAX
4879         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4880       if (isMinValuePlusOne(CI,true))              // A <s MIN+1 -> A == MIN
4881         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
4882       break;
4883
4884     case ICmpInst::ICMP_UGT:
4885       if (CI->isMaxValue(false))                  // A >u MAX -> FALSE
4886         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4887       if (CI->isMinValue(false))                  // A >u MIN -> A != MIN
4888         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4889       if (isMaxValueMinusOne(CI, false))          // A >u MAX-1 -> A == MAX
4890         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
4891         
4892       // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
4893       if (CI->isMaxValue(true))
4894         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
4895                             ConstantInt::getNullValue(Op0->getType()));
4896       break;
4897
4898     case ICmpInst::ICMP_SGT:
4899       if (CI->isMaxValue(true))                   // A >s MAX -> FALSE
4900         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4901       if (CI->isMinValue(true))                   // A >s MIN -> A != MIN
4902         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4903       if (isMaxValueMinusOne(CI, true))           // A >s MAX-1 -> A == MAX
4904         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
4905       break;
4906
4907     case ICmpInst::ICMP_ULE:
4908       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
4909         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4910       if (CI->isMinValue(false))                 // A <=u MIN -> A == MIN
4911         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4912       if (isMaxValueMinusOne(CI,false))          // A <=u MAX-1 -> A != MAX
4913         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
4914       break;
4915
4916     case ICmpInst::ICMP_SLE:
4917       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
4918         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4919       if (CI->isMinValue(true))                  // A <=s MIN -> A == MIN
4920         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4921       if (isMaxValueMinusOne(CI,true))           // A <=s MAX-1 -> A != MAX
4922         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
4923       break;
4924
4925     case ICmpInst::ICMP_UGE:
4926       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
4927         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4928       if (CI->isMaxValue(false))                 // A >=u MAX -> A == MAX
4929         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4930       if (isMinValuePlusOne(CI,false))           // A >=u MIN-1 -> A != MIN
4931         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
4932       break;
4933
4934     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4935       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
4936         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4937       if (CI->isMaxValue(true))                  // A >=s MAX -> A == MAX
4938         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4939       if (isMinValuePlusOne(CI,true))            // A >=s MIN-1 -> A != MIN
4940         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
4941       break;
4942     }
4943
4944     // If we still have a icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
4945     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  Since the border cases have
4946     // already been handled above, this requires little checking.
4947     //
4948     switch (I.getPredicate()) {
4949     default: break;
4950     case ICmpInst::ICMP_ULE: 
4951       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, AddOne(CI));
4952     case ICmpInst::ICMP_SLE:
4953       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0, AddOne(CI));
4954     case ICmpInst::ICMP_UGE:
4955       return new ICmpInst( ICmpInst::ICMP_UGT, Op0, SubOne(CI));
4956     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4957       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0, SubOne(CI));
4958     }
4959     
4960     // See if we can fold the comparison based on bits known to be zero or one
4961     // in the input.  If this comparison is a normal comparison, it demands all
4962     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
4963     
4964     bool UnusedBit;
4965     bool isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
4966     
4967     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
4968     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4969     if (SimplifyDemandedBits(Op0, 
4970                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
4971                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4972                              KnownZero, KnownOne, 0))
4973       return &I;
4974         
4975     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
4976     // in.
4977     if ((KnownOne | KnownZero) != 0) {
4978       // Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
4979       // EQ and NE we use unsigned values.
4980       APInt Min(BitWidth, 0), Max(BitWidth, 0);
4981       const APInt& RHSVal = CI->getValue();
4982       if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate())) {
4983         ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
4984                                                Max);
4985       } else {
4986         ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
4987                                                  Max);
4988       }
4989       switch (I.getPredicate()) {  // LE/GE have been folded already.
4990       default: assert(0 && "Unknown icmp opcode!");
4991       case ICmpInst::ICMP_EQ:
4992         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
4993           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4994         break;
4995       case ICmpInst::ICMP_NE:
4996         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
4997           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4998         break;
4999       case ICmpInst::ICMP_ULT:
5000         if (Max.ult(RHSVal))
5001           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5002         if (Min.uge(RHSVal))
5003           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5004         break;
5005       case ICmpInst::ICMP_UGT:
5006         if (Min.ugt(RHSVal))
5007           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5008         if (Max.ule(RHSVal))
5009           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5010         break;
5011       case ICmpInst::ICMP_SLT:
5012         if (Max.slt(RHSVal))
5013           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5014         if (Min.sgt(RHSVal))
5015           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5016         break;
5017       case ICmpInst::ICMP_SGT: 
5018         if (Min.sgt(RHSVal))
5019           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5020         if (Max.sle(RHSVal))
5021           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5022         break;
5023       }
5024     }
5025           
5026     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
5027     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
5028     // instruction can be folded into the icmp 
5029     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5030       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
5031         return Res;
5032   }
5033
5034   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
5035   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5036     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5037       switch (LHSI->getOpcode()) {
5038       case Instruction::GetElementPtr:
5039         if (RHSC->isNullValue()) {
5040           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
5041           bool isAllZeros = true;
5042           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
5043             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
5044                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
5045               isAllZeros = false;
5046               break;
5047             }
5048           if (isAllZeros)
5049             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
5050                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
5051         }
5052         break;
5053
5054       case Instruction::PHI:
5055         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5056           return NV;
5057         break;
5058       case Instruction::Select: {
5059         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5060         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5061         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5062         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5063         if (LHSI->hasOneUse()) {
5064           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5065             // Fold the known value into the constant operand.
5066             Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5067             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5068             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5069                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
5070                                                    I.getName()), I);
5071           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5072             // Fold the known value into the constant operand.
5073             Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5074             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5075             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5076                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
5077                                                    I.getName()), I);
5078           }
5079         }
5080
5081         if (Op1)
5082           return new SelectInst(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5083         break;
5084       }
5085       case Instruction::Malloc:
5086         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
5087         // can assume it is successful and remove the malloc.
5088         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
5089           AddToWorkList(LHSI);
5090           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5091                                                          !isTrueWhenEqual(I)));
5092         }
5093         break;
5094       }
5095   }
5096
5097   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
5098   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
5099     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
5100       return NI;
5101   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
5102     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
5103                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
5104       return NI;
5105
5106   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
5107   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
5108   // now.
5109   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
5110     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
5111         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
5112       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
5113       // operand, where it can often be eliminated completely.
5114       Op0 = CI->getOperand(0);
5115
5116       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
5117       // so eliminate it as well.
5118       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
5119         Op1 = CI2->getOperand(0);
5120
5121       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
5122       if (Op0->getType() != Op1->getType())
5123         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5124           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
5125         } else {
5126           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
5127           Op1 = InsertBitCastBefore(Op1, Op0->getType(), I);
5128         }
5129       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
5130     }
5131   }
5132   
5133   if (isa<CastInst>(Op0)) {
5134     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
5135     // This comes up when you have code like
5136     //   int X = A < B;
5137     //   if (X) ...
5138     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
5139     // with a constant or another cast from the same type.
5140     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
5141       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
5142         return R;
5143   }
5144   
5145   if (I.isEquality()) {
5146     Value *A, *B, *C, *D;
5147     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5148       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
5149         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
5150         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
5151                             Constant::getNullValue(A->getType()));
5152       }
5153
5154       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5155         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
5156         if (ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(B))
5157           if (ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D))
5158             if (Op1->hasOneUse()) {
5159               Constant *NC = ConstantInt::get(C1->getValue() ^ C2->getValue());
5160               Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(C, NC, "tmp");
5161               return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
5162                                   InsertNewInstBefore(Xor, I));
5163             }
5164         
5165         // A^B == A^D -> B == D
5166         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
5167         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
5168         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
5169         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
5170       }
5171     }
5172     
5173     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5174         (A == Op0 || B == Op0)) {
5175       // A == (A^B)  ->  B == 0
5176       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
5177       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
5178                           Constant::getNullValue(A->getType()));
5179     }
5180     if (match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op1) {
5181       // (A-B) == A  ->  B == 0
5182       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5183                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5184     }
5185     if (match(Op1, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op0) {
5186       // A == (A-B)  ->  B == 0
5187       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5188                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5189     }
5190     
5191     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
5192     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
5193         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
5194         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5195       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5196       
5197       if (A == C) {
5198         X = B; Y = D; Z = A;
5199       } else if (A == D) {
5200         X = B; Y = C; Z = A;
5201       } else if (B == C) {
5202         X = A; Y = D; Z = B;
5203       } else if (B == D) {
5204         X = A; Y = C; Z = B;
5205       }
5206       
5207       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
5208         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(X, Y, "tmp"), I);
5209         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
5210         I.setOperand(0, Op1);
5211         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
5212         return &I;
5213       }
5214     }
5215   }
5216   return Changed ? &I : 0;
5217 }
5218
5219
5220 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
5221 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
5222 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
5223                                           ConstantInt *DivRHS) {
5224   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
5225   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
5226   
5227   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
5228   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
5229   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
5230   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
5231   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
5232   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
5233   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
5234   // if it finds it. 
5235   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
5236   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
5237     return 0;
5238   if (DivRHS->isZero())
5239     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
5240
5241   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
5242   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
5243   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
5244   // instead of computing a divide. 
5245   ConstantInt *Prod = Multiply(CmpRHS, DivRHS);
5246
5247   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
5248   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
5249   // as in the LHS instruction that we're folding. 
5250   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
5251                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
5252
5253   // Get the ICmp opcode
5254   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
5255
5256   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
5257   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
5258   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
5259   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
5260   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
5261   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
5262   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
5263   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
5264   ConstantInt *LoBound = 0, *HiBound = 0;
5265   
5266   
5267   if (!DivIsSigned) {  // udiv
5268     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
5269     LoBound = Prod;
5270     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
5271     if (!HiOverflow)
5272       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, false);
5273   } else if (DivRHS->getValue().isPositive()) { // Divisor is > 0.
5274     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
5275       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
5276       LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
5277       HiBound = DivRHS;
5278     } else if (CmpRHSV.isPositive()) {   // (X / pos) op pos
5279       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
5280       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
5281       if (!HiOverflow)
5282         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
5283     } else {                       // (X / pos) op neg
5284       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
5285       Constant *DivRHSH = ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS));
5286       LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod,
5287                                    cast<ConstantInt>(DivRHSH), true) ? -1 : 0;
5288       HiBound = AddOne(Prod);
5289       HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
5290     }
5291   } else {                         // Divisor is < 0.
5292     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
5293       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
5294       LoBound = AddOne(DivRHS);
5295       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
5296       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
5297         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
5298         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
5299       }
5300     } else if (CmpRHSV.isPositive()) {   // (X / neg) op pos
5301       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
5302       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
5303       if (!LoOverflow)
5304         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod, AddOne(DivRHS), true) ?-1:0;
5305       HiBound = AddOne(Prod);
5306     } else {                       // (X / neg) op neg
5307       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
5308       LoBound = Prod;
5309       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? 1 : 0;
5310       HiBound = Subtract(Prod, DivRHS);
5311     }
5312     
5313     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
5314     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
5315   }
5316
5317   Value *X = DivI->getOperand(0);
5318   switch (Pred) {
5319   default: assert(0 && "Unhandled icmp opcode!");
5320   case ICmpInst::ICMP_EQ:
5321     if (LoOverflow && HiOverflow)
5322       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5323     else if (HiOverflow)
5324       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
5325                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
5326     else if (LoOverflow)
5327       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
5328                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
5329     else
5330       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
5331   case ICmpInst::ICMP_NE:
5332     if (LoOverflow && HiOverflow)
5333       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5334     else if (HiOverflow)
5335       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
5336                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
5337     else if (LoOverflow)
5338       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
5339                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5340     else
5341       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
5342   case ICmpInst::ICMP_ULT:
5343   case ICmpInst::ICMP_SLT:
5344     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
5345       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5346     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
5347       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5348     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
5349   case ICmpInst::ICMP_UGT:
5350   case ICmpInst::ICMP_SGT:
5351     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
5352       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5353     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
5354       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5355     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
5356       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5357     else
5358       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
5359   }
5360 }
5361
5362
5363 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
5364 ///
5365 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
5366                                                           Instruction *LHSI,
5367                                                           ConstantInt *RHS) {
5368   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
5369   
5370   switch (LHSI->getOpcode()) {
5371   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
5372     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
5373       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
5374       // fold the xor.
5375       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0 ||
5376           ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue()) {
5377         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
5378         
5379         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
5380         // the operation, just stop using the Xor.
5381         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
5382           ICI.setOperand(0, CompareVal);
5383           AddToWorkList(LHSI);
5384           return &ICI;
5385         }
5386         
5387         // Was the old condition true if the operand is positive?
5388         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
5389         
5390         // If so, the new one isn't.
5391         isTrueIfPositive ^= true;
5392         
5393         if (isTrueIfPositive)
5394           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal, SubOne(RHS));
5395         else
5396           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal, AddOne(RHS));
5397       }
5398     }
5399     break;
5400   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
5401     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
5402         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
5403       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5404       
5405       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
5406       // and/compare to be the input width without changing the value
5407       // produced, eliminating a cast.
5408       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
5409         // We can do this transformation if either the AND constant does not
5410         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
5411         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
5412         // bit would not work.
5413         if (Cast->hasOneUse() &&
5414             (ICI.isEquality() || AndCST->getValue().isPositive() && 
5415              RHSV.isPositive())) {
5416           uint32_t BitWidth = 
5417             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
5418           APInt NewCST = AndCST->getValue();
5419           NewCST.zext(BitWidth);
5420           APInt NewCI = RHSV;
5421           NewCI.zext(BitWidth);
5422           Instruction *NewAnd = 
5423             BinaryOperator::createAnd(Cast->getOperand(0),
5424                                       ConstantInt::get(NewCST),LHSI->getName());
5425           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5426           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
5427                               ConstantInt::get(NewCI));
5428         }
5429       }
5430       
5431       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
5432       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
5433       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
5434       // access.
5435       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
5436       if (Shift && !Shift->isShift())
5437         Shift = 0;
5438       
5439       ConstantInt *ShAmt;
5440       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
5441       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
5442       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
5443       
5444       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
5445       // into the mask.  This can only happen with signed shift
5446       // rights, as they sign-extend.
5447       if (ShAmt) {
5448         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
5449         if (!CanFold) {
5450           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
5451           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
5452           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
5453           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
5454           
5455           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
5456           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
5457                AndCST->getValue()) == 0)
5458             CanFold = true;
5459         }
5460         
5461         if (CanFold) {
5462           Constant *NewCst;
5463           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5464             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
5465           else
5466             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
5467           
5468           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
5469           // compared.
5470           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != RHS) {
5471             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
5472             // As a special case, check to see if this means that the
5473             // result is always true or false now.
5474             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
5475               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5476             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
5477               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5478           } else {
5479             ICI.setOperand(1, NewCst);
5480             Constant *NewAndCST;
5481             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5482               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
5483             else
5484               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
5485             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
5486             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
5487             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
5488             AddUsesToWorkList(ICI);
5489             return &ICI;
5490           }
5491         }
5492       }
5493       
5494       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
5495       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
5496       // of a loop if Y is invariant and X is not.
5497       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
5498           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
5499           isa<Instruction>(Shift->getOperand(0))) {
5500         // Compute C << Y.
5501         Value *NS;
5502         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
5503           NS = BinaryOperator::createShl(AndCST, 
5504                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
5505         } else {
5506           // Insert a logical shift.
5507           NS = BinaryOperator::createLShr(AndCST,
5508                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
5509         }
5510         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
5511         
5512         // Compute X & (C << Y).
5513         Instruction *NewAnd = 
5514           BinaryOperator::createAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
5515         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5516         
5517         ICI.setOperand(0, NewAnd);
5518         return &ICI;
5519       }
5520     }
5521     break;
5522     
5523   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
5524     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5525     if (!ShAmt) break;
5526     
5527     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
5528     
5529     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
5530     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
5531     // simplified.
5532     if (ShAmt->uge(TypeBits))
5533       break;
5534     
5535     if (ICI.isEquality()) {
5536       // If we are comparing against bits always shifted out, the
5537       // comparison cannot succeed.
5538       Constant *Comp =
5539         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt), ShAmt);
5540       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
5541         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5542         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
5543         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
5544       }
5545       
5546       if (LHSI->hasOneUse()) {
5547         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
5548         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
5549         Constant *Mask =
5550           ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits-ShAmtVal));
5551         
5552         Instruction *AndI =
5553           BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
5554                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
5555         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5556         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
5557                             ConstantInt::get(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
5558       }
5559     }
5560     
5561     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
5562     bool TrueIfSigned = false;
5563     if (LHSI->hasOneUse() &&
5564         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
5565       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
5566       Constant *Mask = ConstantInt::get(APInt(TypeBits, 1) <<
5567                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
5568       Instruction *AndI =
5569         BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
5570                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
5571       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5572       
5573       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
5574                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
5575     }
5576     break;
5577   }
5578     
5579   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
5580   case Instruction::AShr: {
5581     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5582     if (!ShAmt) break;
5583
5584     if (ICI.isEquality()) {
5585       // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
5586       // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
5587       // simplified.
5588       uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
5589       if (ShAmt->uge(TypeBits))
5590         break;
5591       uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
5592       
5593       // If we are comparing against bits always shifted out, the
5594       // comparison cannot succeed.
5595       APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
5596       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
5597         Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
5598       else
5599         Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
5600       
5601       if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
5602         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5603         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
5604         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
5605       }
5606       
5607       if (LHSI->hasOneUse() || RHSV == 0) {
5608         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
5609         APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
5610         Constant *Mask = ConstantInt::get(Val);
5611         
5612         Instruction *AndI =
5613           BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
5614                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
5615         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5616         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
5617                             ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
5618       }
5619     }
5620     break;
5621   }
5622     
5623   case Instruction::SDiv:
5624   case Instruction::UDiv:
5625     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
5626     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
5627     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
5628     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
5629     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
5630     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
5631     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
5632       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
5633                                           DivRHS))
5634         return R;
5635     break;
5636   }
5637   
5638   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
5639   if (ICI.isEquality()) {
5640     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5641     
5642     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
5643     // the second operand is a constant, simplify a bit.
5644     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
5645       switch (BO->getOpcode()) {
5646       case Instruction::SRem:
5647         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
5648         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
5649           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
5650           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
5651             Instruction *NewRem =
5652               BinaryOperator::createURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
5653                                          BO->getName());
5654             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
5655             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem, 
5656                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
5657           }
5658         }
5659         break;
5660       case Instruction::Add:
5661         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
5662         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
5663           if (BO->hasOneUse())
5664             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
5665                                 Subtract(RHS, BOp1C));
5666         } else if (RHSV == 0) {
5667           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
5668           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
5669           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
5670           
5671           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
5672             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
5673           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
5674             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
5675           else if (BO->hasOneUse()) {
5676             Instruction *Neg = BinaryOperator::createNeg(BOp1);
5677             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
5678             Neg->takeName(BO);
5679             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
5680           }
5681         }
5682         break;
5683       case Instruction::Xor:
5684         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
5685         // the explicit xor.
5686         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
5687           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
5688                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
5689         
5690         // FALLTHROUGH
5691       case Instruction::Sub:
5692         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
5693         if (RHSV == 0)
5694           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
5695                               BO->getOperand(1));
5696         break;
5697         
5698       case Instruction::Or:
5699         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
5700         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
5701         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
5702           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
5703           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
5704             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5705                                                              isICMP_NE));
5706         }
5707         break;
5708         
5709       case Instruction::And:
5710         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
5711           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
5712           // comparison can never succeed!
5713           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
5714             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5715                                                              isICMP_NE));
5716           
5717           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
5718           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
5719             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
5720                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
5721                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
5722           
5723           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
5724           if (isSignBit(BOC)) {
5725             Value *X = BO->getOperand(0);
5726             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
5727             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
5728               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
5729             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
5730           }
5731           
5732           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
5733           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
5734             Value *X = BO->getOperand(0);
5735             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
5736             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
5737               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
5738             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
5739           }
5740         }
5741       default: break;
5742       }
5743     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
5744       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
5745       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
5746         AddToWorkList(II);
5747         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
5748         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHSV.byteSwap()));
5749         return &ICI;
5750       }
5751     }
5752   } else {  // Not a ICMP_EQ/ICMP_NE
5753             // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
5754             // then since we know the RHS is a constant, try to simlify.
5755     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(LHSI)) {
5756       Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
5757       const Type *SrcTy = CastOp->getType();
5758       uint32_t SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
5759       if (SrcTy->isInteger() && 
5760           SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5761         // If this is an unsigned comparison, try to make the comparison use
5762         // smaller constant values.
5763         if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSV.isSignBit()) {
5764           // X u< 128 => X s> -1
5765           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CastOp, 
5766                            ConstantInt::get(APInt::getAllOnesValue(SrcTySize)));
5767         } else if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
5768                    RHSV == APInt::getSignedMaxValue(SrcTySize)) {
5769           // X u> 127 => X s< 0
5770           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CastOp, 
5771                               Constant::getNullValue(SrcTy));
5772         }
5773       }
5774     }
5775   }
5776   return 0;
5777 }
5778
5779 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
5780 /// We only handle extending casts so far.
5781 ///
5782 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
5783   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
5784   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
5785   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
5786   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
5787   Value *RHSCIOp;
5788
5789   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
5790   // integer type is the same size as the pointer type.
5791   if (LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
5792       getTargetData().getPointerSizeInBits() == 
5793          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
5794     Value *RHSOp = 0;
5795     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
5796       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
5797     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
5798       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
5799       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
5800       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
5801         RHSOp = InsertBitCastBefore(RHSOp, LHSCIOp->getType(), ICI);
5802     }
5803
5804     if (RHSOp)
5805       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
5806   }
5807   
5808   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
5809   // Enforce this.
5810   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
5811       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
5812     return 0;
5813
5814   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
5815   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
5816
5817   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
5818     // Not an extension from the same type?
5819     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
5820     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
5821       return 0;
5822     
5823     // If the signedness of the two compares doesn't agree (i.e. one is a sext
5824     // and the other is a zext), then we can't handle this.
5825     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
5826       return 0;
5827
5828     // Likewise, if the signedness of the [sz]exts and the compare don't match, 
5829     // then we can't handle this.
5830     if (isSignedExt != isSignedCmp && !ICI.isEquality())
5831       return 0;
5832     
5833     // Okay, just insert a compare of the reduced operands now!
5834     return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
5835   }
5836
5837   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
5838   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
5839   if (!CI)
5840     return 0;
5841
5842   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
5843   // reextended to DestTy.
5844   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
5845   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(), Res1, DestTy);
5846
5847   // If the re-extended constant didn't change...
5848   if (Res2 == CI) {
5849     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
5850     // For example, we might have:
5851     //    %A = sext short %X to uint
5852     //    %B = icmp ugt uint %A, 1330
5853     // It is incorrect to transform this into 
5854     //    %B = icmp ugt short %X, 1330 
5855     // because %A may have negative value. 
5856     //
5857     // However, it is OK if SrcTy is bool (See cast-set.ll testcase)
5858     // OR operation is EQ/NE.
5859     if (isSignedExt == isSignedCmp || SrcTy == Type::Int1Ty || ICI.isEquality())
5860       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
5861     else
5862       return 0;
5863   }
5864
5865   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
5866   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
5867
5868   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
5869   // point so handle the ICI.isEquality() cases
5870   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
5871     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5872   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
5873     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5874
5875   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
5876   // should have been folded away previously and not enter in here.
5877   Value *Result;
5878   if (isSignedCmp) {
5879     // We're performing a signed comparison.
5880     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
5881       Result = ConstantInt::getFalse();          // X < (small) --> false
5882     else
5883       Result = ConstantInt::getTrue();           // X < (large) --> true
5884   } else {
5885     // We're performing an unsigned comparison.
5886     if (isSignedExt) {
5887       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
5888       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
5889       Constant *NegOne = ConstantInt::getAllOnesValue(SrcTy);
5890       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHSCIOp,
5891                                    NegOne, ICI.getName()), ICI);
5892     } else {
5893       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
5894       Result = ConstantInt::getTrue();
5895     }
5896   }
5897
5898   // Finally, return the value computed.
5899   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5900       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT) {
5901     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
5902   } else {
5903     assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
5904             ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
5905            "ICmp should be folded!");
5906     if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
5907       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
5908     else
5909       return BinaryOperator::createNot(Result);
5910   }
5911 }
5912
5913 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
5914   return commonShiftTransforms(I);
5915 }
5916
5917 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
5918   return commonShiftTransforms(I);
5919 }
5920
5921 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
5922   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
5923     return R;
5924   
5925   Value *Op0 = I.getOperand(0);
5926   
5927   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
5928   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
5929     if (CSI->isAllOnesValue())
5930       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
5931   
5932   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
5933   if (MaskedValueIsZero(Op0, 
5934                       APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits())))
5935     return BinaryOperator::createLShr(Op0, I.getOperand(1));
5936   
5937   return 0;
5938 }
5939
5940 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
5941   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
5942   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5943
5944   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
5945   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
5946   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
5947       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
5948     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
5949   
5950   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
5951     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
5952       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
5953     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
5954       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
5955   }
5956   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
5957     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
5958       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
5959     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
5960       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
5961   }
5962
5963   // Try to fold constant and into select arguments.
5964   if (isa<Constant>(Op0))
5965     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
5966       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
5967         return R;
5968
5969   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
5970     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
5971       return Res;
5972   return 0;
5973 }
5974
5975 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
5976                                                BinaryOperator &I) {
5977   bool isLeftShift    = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
5978
5979   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
5980   // purpose is to compute bits we don't care about.
5981   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
5982   APInt KnownZero(TypeBits, 0), KnownOne(TypeBits, 0);
5983   if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(TypeBits),
5984                            KnownZero, KnownOne))
5985     return &I;
5986   
5987   // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
5988   // of a signed value.
5989   //
5990   if (Op1->uge(TypeBits)) {
5991     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
5992       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5993     else {
5994       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
5995       return &I;
5996     }
5997   }
5998   
5999   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
6000   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
6001     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
6002       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
6003         return BinaryOperator::createMul(BO->getOperand(0),
6004                                          ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
6005   
6006   // Try to fold constant and into select arguments.
6007   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
6008     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
6009       return R;
6010   if (isa<PHINode>(Op0))
6011     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
6012       return NV;
6013   
6014   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
6015   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
6016     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
6017     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
6018     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
6019     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
6020     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
6021     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
6022     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
6023         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
6024       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
6025       Constant *ShAmt = ConstantExpr::getZExt(Op1, TrOp->getType());
6026       Instruction *NSh = BinaryOperator::create(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,
6027                                                 I.getName());
6028       InsertNewInstBefore(NSh, I); // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
6029
6030       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
6031       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
6032       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
6033       // other xforms later if dead.
6034       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6035       unsigned DstSize = TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6036       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
6037       
6038       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
6039       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
6040       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
6041       // mask as appropriate.
6042       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
6043         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
6044       else {
6045         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
6046         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
6047       }
6048
6049       Instruction *And = BinaryOperator::createAnd(NSh, ConstantInt::get(MaskV),
6050                                                    TI->getName());
6051       InsertNewInstBefore(And, I); // shift1 & 0x00FF
6052
6053       // Return the value truncated to the interesting size.
6054       return new TruncInst(And, I.getType());
6055     }
6056   }
6057   
6058   if (Op0->hasOneUse()) {
6059     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6060       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6061       Value *V1, *V2;
6062       ConstantInt *CC;
6063       switch (Op0BO->getOpcode()) {
6064         default: break;
6065         case Instruction::Add:
6066         case Instruction::And:
6067         case Instruction::Or:
6068         case Instruction::Xor: {
6069           // These operators commute.
6070           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6071           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
6072               match(Op0BO->getOperand(1),
6073                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
6074             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6075                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
6076                                             Op0BO->getName());
6077             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6078             Instruction *X = 
6079               BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
6080                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
6081             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
6082             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6083             return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(
6084                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
6085           }
6086           
6087           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
6088           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
6089           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
6090               match(Op0BOOp1, 
6091                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),m_ConstantInt(CC))) &&
6092               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6093               V2 == Op1) {
6094             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6095                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
6096                                                      Op0BO->getName());
6097             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6098             Instruction *XM =
6099               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
6100                                         V1->getName()+".mask");
6101             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
6102             
6103             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
6104           }
6105         }
6106           
6107         // FALL THROUGH.
6108         case Instruction::Sub: {
6109           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6110           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6111               match(Op0BO->getOperand(0),
6112                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
6113             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6114                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
6115                                                      Op0BO->getName());
6116             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6117             Instruction *X =
6118               BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
6119                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
6120             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
6121             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6122             return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(
6123                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
6124           }
6125           
6126           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
6127           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6128               match(Op0BO->getOperand(0),
6129                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
6130                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
6131               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
6132                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6133             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6134                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
6135                                                      Op0BO->getName());
6136             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6137             Instruction *XM =
6138               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
6139                                         V1->getName()+".mask");
6140             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
6141             
6142             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
6143           }
6144           
6145           break;
6146         }
6147       }
6148       
6149       
6150       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
6151       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
6152       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
6153         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
6154         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
6155         
6156         switch (Op0BO->getOpcode()) {
6157           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
6158           case Instruction::Add:
6159             isValid = isLeftShift;
6160             break;
6161           case Instruction::Or:
6162           case Instruction::Xor:
6163             highBitSet = false;
6164             break;
6165           case Instruction::And:
6166             highBitSet = true;
6167             break;
6168         }
6169         
6170         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
6171         // by the logical operation, do not perform the transformation.
6172         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
6173         // the constant which would cause it to be modified for this
6174         // operation.
6175         //
6176         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
6177           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
6178         
6179         if (isValid) {
6180           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
6181           
6182           Instruction *NewShift =
6183             BinaryOperator::create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
6184           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
6185           NewShift->takeName(Op0BO);
6186           
6187           return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
6188                                         NewRHS);
6189         }
6190       }
6191     }
6192   }
6193   
6194   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
6195   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
6196   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
6197     ShiftOp = 0;
6198   
6199   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
6200     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
6201     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
6202     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6203     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
6204     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
6205     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
6206     
6207     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
6208     if (AmtSum > TypeBits)
6209       AmtSum = TypeBits;
6210     
6211     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
6212     
6213     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
6214     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
6215       return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), X,
6216                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6217     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
6218                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
6219       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
6220       return BinaryOperator::createLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6221     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
6222                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6223       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
6224       Instruction *Shift =
6225         BinaryOperator::createAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6226       InsertNewInstBefore(Shift, I);
6227
6228       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6229       return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6230     }
6231     
6232     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
6233     // right.  See if the amounts are equal.
6234     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
6235       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
6236       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6237         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
6238         return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
6239       }
6240       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
6241       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6242         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
6243         return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
6244       }
6245       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
6246       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
6247       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
6248       // generators.
6249       const Type *SExtType = 0;
6250       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
6251       case 1  :
6252       case 8  :
6253       case 16 :
6254       case 32 :
6255       case 64 :
6256       case 128:
6257         SExtType = IntegerType::get(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
6258         break;
6259       default: break;
6260       }
6261       if (SExtType) {
6262         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
6263         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
6264         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
6265       }
6266       // Otherwise, we can't handle it yet.
6267     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
6268       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
6269       
6270       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
6271       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6272         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
6273                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
6274         Instruction *Shift =
6275           BinaryOperator::createShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6276         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6277         
6278         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6279         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6280       }
6281       
6282       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
6283       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6284         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
6285         Instruction *Shift =
6286           BinaryOperator::createLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6287         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6288         
6289         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6290         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6291       }
6292       
6293       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
6294     } else {
6295       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
6296       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
6297
6298       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
6299       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6300         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
6301                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
6302         Instruction *Shift =
6303           BinaryOperator::create(ShiftOp->getOpcode(), X,
6304                                  ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6305         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6306         
6307         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6308         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6309       }
6310       
6311       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
6312       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6313         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
6314         Instruction *Shift =
6315           BinaryOperator::createShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6316         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6317         
6318         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6319         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6320       }
6321       
6322       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
6323     }
6324   }
6325   return 0;
6326 }
6327
6328
6329 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
6330 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
6331 /// X*Scale+Offset.
6332 ///
6333 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
6334                                         int &Offset) {
6335   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
6336   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
6337     Offset = CI->getZExtValue();
6338     Scale  = 0;
6339     return ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
6340   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
6341     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6342       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
6343         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
6344         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
6345         Offset = 0;
6346         return I->getOperand(0);
6347       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
6348         // This value is scaled by 'RHS'.
6349         Scale = RHS->getZExtValue();
6350         Offset = 0;
6351         return I->getOperand(0);
6352       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
6353         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
6354         // where C1 is divisible by C2.
6355         unsigned SubScale;
6356         Value *SubVal = 
6357           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
6358         Offset += RHS->getZExtValue();
6359         Scale = SubScale;
6360         return SubVal;
6361       }
6362     }
6363   }
6364
6365   // Otherwise, we can't look past this.
6366   Scale = 1;
6367   Offset = 0;
6368   return Val;
6369 }
6370
6371
6372 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
6373 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
6374 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
6375                                                    AllocationInst &AI) {
6376   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
6377   
6378   // Remove any uses of AI that are dead.
6379   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
6380   
6381   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
6382     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
6383     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
6384       while (UI != E && *UI == User)
6385         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
6386       
6387       ++NumDeadInst;
6388       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
6389       EraseInstFromFunction(*User);
6390     }
6391   }
6392   
6393   // Get the type really allocated and the type casted to.
6394   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
6395   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
6396   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
6397
6398   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
6399   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
6400   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
6401
6402   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
6403   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
6404   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
6405   if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
6406
6407   uint64_t AllocElTySize = TD->getABITypeSize(AllocElTy);
6408   uint64_t CastElTySize = TD->getABITypeSize(CastElTy);
6409   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
6410
6411   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
6412   // size argument.
6413   unsigned ArraySizeScale;
6414   int ArrayOffset;
6415   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
6416     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
6417  
6418   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
6419   // do the xform.
6420   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
6421       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
6422
6423   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
6424   Value *Amt = 0;
6425   if (Scale == 1) {
6426     Amt = NumElements;
6427   } else {
6428     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
6429     Amt = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Scale);
6430     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
6431       Amt = Multiply(cast<ConstantInt>(NumElements), cast<ConstantInt>(Amt));
6432     // otherwise multiply the amount and the number of elements
6433     else if (Scale != 1) {
6434       Instruction *Tmp = BinaryOperator::createMul(Amt, NumElements, "tmp");
6435       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6436     }
6437   }
6438   
6439   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
6440     Value *Off = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Offset, true);
6441     Instruction *Tmp = BinaryOperator::createAdd(Amt, Off, "tmp");
6442     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6443   }
6444   
6445   AllocationInst *New;
6446   if (isa<MallocInst>(AI))
6447     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6448   else
6449     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6450   InsertNewInstBefore(New, AI);
6451   New->takeName(&AI);
6452   
6453   // If the allocation has multiple uses, insert a cast and change all things
6454   // that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it will
6455   // die soon.
6456   if (!AI.hasOneUse()) {
6457     AddUsesToWorkList(AI);
6458     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
6459     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
6460     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
6461     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
6462     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
6463   }
6464   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
6465 }
6466
6467 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
6468 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
6469 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
6470 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
6471 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
6472 ///
6473 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
6474 /// extension operation if Ty is larger.
6475 static bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
6476                                        unsigned CastOpc, int &NumCastsRemoved) {
6477   // We can always evaluate constants in another type.
6478   if (isa<ConstantInt>(V))
6479     return true;
6480   
6481   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
6482   if (!I) return false;
6483   
6484   const IntegerType *OrigTy = cast<IntegerType>(V->getType());
6485   
6486   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
6487   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
6488     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
6489     // it, and this will remove a cast overall.
6490     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
6491       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
6492       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
6493       // casts first.
6494       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)))
6495         ++NumCastsRemoved;
6496       return true;
6497     }
6498   }
6499
6500   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
6501   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
6502   if (!I->hasOneUse()) return false;
6503
6504   switch (I->getOpcode()) {
6505   case Instruction::Add:
6506   case Instruction::Sub:
6507   case Instruction::And:
6508   case Instruction::Or:
6509   case Instruction::Xor:
6510     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
6511     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6512                                       NumCastsRemoved) &&
6513            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
6514                                       NumCastsRemoved);
6515
6516   case Instruction::Mul:
6517     // A multiply can be truncated by truncating its operands.
6518     return Ty->getBitWidth() < OrigTy->getBitWidth() && 
6519            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6520                                       NumCastsRemoved) &&
6521            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
6522                                       NumCastsRemoved);
6523
6524   case Instruction::Shl:
6525     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
6526     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
6527     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6528       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
6529       if (BitWidth < OrigTy->getBitWidth() && 
6530           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
6531         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6532                                           NumCastsRemoved);
6533     }
6534     break;
6535   case Instruction::LShr:
6536     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
6537     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
6538     // already zeros.
6539     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6540       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getBitWidth();
6541       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
6542       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
6543           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
6544             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
6545           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
6546         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6547                                           NumCastsRemoved);
6548       }
6549     }
6550     break;
6551   case Instruction::ZExt:
6552   case Instruction::SExt:
6553   case Instruction::Trunc:
6554     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
6555     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
6556     // of casts in the input.
6557     if (I->getOpcode() == CastOpc)
6558       return true;
6559     
6560     break;
6561   default:
6562     // TODO: Can handle more cases here.
6563     break;
6564   }
6565   
6566   return false;
6567 }
6568
6569 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
6570 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
6571 /// evaluate the expression.
6572 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
6573                                              bool isSigned) {
6574   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
6575     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
6576
6577   // Otherwise, it must be an instruction.
6578   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
6579   Instruction *Res = 0;
6580   switch (I->getOpcode()) {
6581   case Instruction::Add:
6582   case Instruction::Sub:
6583   case Instruction::Mul:
6584   case Instruction::And:
6585   case Instruction::Or:
6586   case Instruction::Xor:
6587   case Instruction::AShr:
6588   case Instruction::LShr:
6589   case Instruction::Shl: {
6590     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
6591     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
6592     Res = BinaryOperator::create((Instruction::BinaryOps)I->getOpcode(),
6593                                  LHS, RHS, I->getName());
6594     break;
6595   }    
6596   case Instruction::Trunc:
6597   case Instruction::ZExt:
6598   case Instruction::SExt:
6599     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
6600     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
6601     // new.
6602     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
6603       return I->getOperand(0);
6604     
6605     // Otherwise, must be the same type of case, so just reinsert a new one.
6606     Res = CastInst::create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
6607                            Ty, I->getName());
6608     break;
6609   default: 
6610     // TODO: Can handle more cases here.
6611     assert(0 && "Unreachable!");
6612     break;
6613   }
6614   
6615   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
6616 }
6617
6618 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
6619 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
6620   Value *Src = CI.getOperand(0);
6621
6622   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
6623   // eliminate it now.
6624   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
6625     if (Instruction::CastOps opc = 
6626         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
6627       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
6628       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
6629       return CastInst::create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
6630     }
6631   }
6632
6633   // If we are casting a select then fold the cast into the select
6634   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
6635     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
6636       return NV;
6637
6638   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
6639   if (isa<PHINode>(Src))
6640     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
6641       return NV;
6642   
6643   return 0;
6644 }
6645
6646 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
6647 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
6648   Value *Src = CI.getOperand(0);
6649   
6650   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
6651     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
6652     // this into a cast of the original pointer!
6653     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
6654       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
6655       // here because the pointer operand is being replaced with another 
6656       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
6657       AddToWorkList(GEP);
6658       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
6659       return &CI;
6660     }
6661     
6662     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
6663     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
6664     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
6665     // non-type-safe code.
6666     if (GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
6667       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
6668         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
6669         ConstantInt *OffsetV = cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
6670         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
6671         
6672         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
6673         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
6674         const Type *GEPIdxTy =
6675           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
6676         if (GEPIdxTy->isSized()) {
6677           SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
6678           
6679           // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
6680           // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
6681           // is something like [0 x {int, int}]
6682           const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
6683           int64_t FirstIdx = 0;
6684           if (int64_t TySize = TD->getABITypeSize(GEPIdxTy)) {
6685             FirstIdx = Offset/TySize;
6686             Offset %= TySize;
6687           
6688             // Handle silly modulus not returning values values [0..TySize).
6689             if (Offset < 0) {
6690               --FirstIdx;
6691               Offset += TySize;
6692               assert(Offset >= 0);
6693             }
6694             assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize &&"Out of range offset");
6695           }
6696           
6697           NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
6698
6699           // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
6700           while (Offset) {
6701             if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(GEPIdxTy)) {
6702               const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
6703               if (Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes()) {
6704                 unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
6705                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt));
6706               
6707                 Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
6708                 GEPIdxTy = STy->getElementType(Elt);
6709               } else {
6710                 // Otherwise, we can't index into this, bail out.
6711                 Offset = 0;
6712                 OrigBase = 0;
6713               }
6714             } else if (isa<ArrayType>(GEPIdxTy) || isa<VectorType>(GEPIdxTy)) {
6715               const SequentialType *STy = cast<SequentialType>(GEPIdxTy);
6716               if (uint64_t EltSize = TD->getABITypeSize(STy->getElementType())){
6717                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
6718                 Offset %= EltSize;
6719               } else {
6720                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, 0));
6721               }
6722               GEPIdxTy = STy->getElementType();
6723             } else {
6724               // Otherwise, we can't index into this, bail out.
6725               Offset = 0;
6726               OrigBase = 0;
6727             }
6728           }
6729           if (OrigBase) {
6730             // If we were able to index down into an element, create the GEP
6731             // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
6732             // two.
6733             Instruction *NGEP = new GetElementPtrInst(OrigBase, 
6734                                                       NewIndices.begin(),
6735                                                       NewIndices.end(), "");
6736             InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
6737             NGEP->takeName(GEP);
6738             
6739             if (isa<BitCastInst>(CI))
6740               return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
6741             assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
6742             return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
6743           }
6744         }
6745       }      
6746     }
6747   }
6748     
6749   return commonCastTransforms(CI);
6750 }
6751
6752
6753
6754 /// Only the TRUNC, ZEXT, SEXT, and BITCAST can both operand and result as
6755 /// integer types. This function implements the common transforms for all those
6756 /// cases.
6757 /// @brief Implement the transforms common to CastInst with integer operands
6758 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
6759   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
6760     return Result;
6761
6762   Value *Src = CI.getOperand(0);
6763   const Type *SrcTy = Src->getType();
6764   const Type *DestTy = CI.getType();
6765   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
6766   uint32_t DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
6767
6768   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
6769   // purpose is to compute bits we don't care about.
6770   APInt KnownZero(DestBitSize, 0), KnownOne(DestBitSize, 0);
6771   if (SimplifyDemandedBits(&CI, APInt::getAllOnesValue(DestBitSize),
6772                            KnownZero, KnownOne))
6773     return &CI;
6774
6775   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
6776   // can't do anything more. 
6777   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
6778   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
6779     return 0;
6780
6781   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
6782   int NumCastsRemoved = 0;
6783   if (!isa<BitCastInst>(CI) &&
6784       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, cast<IntegerType>(DestTy),
6785                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
6786     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
6787     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
6788     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
6789     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
6790     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
6791     // require that two casts have been eliminated.
6792     bool DoXForm;
6793     switch (CI.getOpcode()) {
6794     default:
6795       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
6796       // get here because of the check above.
6797       assert(0 && "Unknown cast type");
6798     case Instruction::Trunc:
6799       DoXForm = true;
6800       break;
6801     case Instruction::ZExt:
6802       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
6803       break;
6804     case Instruction::SExt:
6805       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
6806       break;
6807     }
6808     
6809     if (DoXForm) {
6810       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
6811                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
6812       assert(Res->getType() == DestTy);
6813       switch (CI.getOpcode()) {
6814       default: assert(0 && "Unknown cast type!");
6815       case Instruction::Trunc:
6816       case Instruction::BitCast:
6817         // Just replace this cast with the result.
6818         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
6819       case Instruction::ZExt: {
6820         // We need to emit an AND to clear the high bits.
6821         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
6822         Constant *C = ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
6823                                                             SrcBitSize));
6824         return BinaryOperator::createAnd(Res, C);
6825       }
6826       case Instruction::SExt:
6827         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
6828         return CastInst::create(Instruction::SExt,
6829             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
6830                              CI), DestTy);
6831       }
6832     }
6833   }
6834   
6835   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
6836   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
6837
6838   switch (SrcI->getOpcode()) {
6839   case Instruction::Add:
6840   case Instruction::Mul:
6841   case Instruction::And:
6842   case Instruction::Or:
6843   case Instruction::Xor:
6844     // If we are discarding information, rewrite.
6845     if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
6846       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
6847       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
6848       // only be converting signedness, which is a noop.
6849       if (DestBitSize == SrcBitSize || 
6850           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy,TD) ||
6851           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
6852         Instruction::CastOps opcode = CI.getOpcode();
6853         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
6854         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
6855         return BinaryOperator::create(
6856             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
6857       }
6858     }
6859
6860     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
6861     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
6862         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
6863         Op1 == ConstantInt::getTrue() &&
6864         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
6865       Value *New = InsertOperandCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, &CI);
6866       return BinaryOperator::createXor(New, ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
6867     }
6868     break;
6869   case Instruction::SDiv:
6870   case Instruction::UDiv:
6871   case Instruction::SRem:
6872   case Instruction::URem:
6873     // If we are just changing the sign, rewrite.
6874     if (DestBitSize == SrcBitSize) {
6875       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
6876       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
6877       // only be converting signedness, which is a noop.
6878       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) || 
6879           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
6880         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
6881                                               Op0, DestTy, SrcI);
6882         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
6883                                               Op1, DestTy, SrcI);
6884         return BinaryOperator::create(
6885           cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
6886       }
6887     }
6888     break;
6889
6890   case Instruction::Shl:
6891     // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow 
6892     // changing the size of the shift, UNLESS the shift amount is a 
6893     // constant.  We must not change variable sized shifts to a smaller 
6894     // size, because it is undefined to shift more bits out than exist 
6895     // in the value.
6896     if (DestBitSize == SrcBitSize ||
6897         (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
6898       Instruction::CastOps opcode = (DestBitSize == SrcBitSize ?
6899           Instruction::BitCast : Instruction::Trunc);
6900       Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
6901       Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
6902       return BinaryOperator::createShl(Op0c, Op1c);
6903     }
6904     break;
6905   case Instruction::AShr:
6906     // If this is a signed shr, and if all bits shifted in are about to be
6907     // truncated off, turn it into an unsigned shr to allow greater
6908     // simplifications.
6909     if (DestBitSize < SrcBitSize &&
6910         isa<ConstantInt>(Op1)) {
6911       uint32_t ShiftAmt = cast<ConstantInt>(Op1)->getLimitedValue(SrcBitSize);
6912       if (SrcBitSize > ShiftAmt && SrcBitSize-ShiftAmt >= DestBitSize) {
6913         // Insert the new logical shift right.
6914         return BinaryOperator::createLShr(Op0, Op1);
6915       }
6916     }
6917     break;
6918   }
6919   return 0;
6920 }
6921
6922 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
6923   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
6924     return Result;
6925   
6926   Value *Src = CI.getOperand(0);
6927   const Type *Ty = CI.getType();
6928   uint32_t DestBitWidth = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6929   uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
6930   
6931   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src)) {
6932     switch (SrcI->getOpcode()) {
6933     default: break;
6934     case Instruction::LShr:
6935       // We can shrink lshr to something smaller if we know the bits shifted in
6936       // are already zeros.
6937       if (ConstantInt *ShAmtV = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1))) {
6938         uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
6939         
6940         // Get a mask for the bits shifting in.
6941         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
6942         Value* SrcIOp0 = SrcI->getOperand(0);
6943         if (SrcI->hasOneUse() && MaskedValueIsZero(SrcIOp0, Mask)) {
6944           if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
6945             return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
6946
6947           // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
6948           // shift.
6949           Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcIOp0, Ty, CI);
6950           Value *V2 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcI->getOperand(1),
6951                                        Ty, CI);
6952           return BinaryOperator::createLShr(V1, V2);
6953         }
6954       } else {     // This is a variable shr.
6955         
6956         // Turn 'trunc (lshr X, Y) to bool' into '(X & (1 << Y)) != 0'.  This is
6957         // more LLVM instructions, but allows '1 << Y' to be hoisted if
6958         // loop-invariant and CSE'd.
6959         if (CI.getType() == Type::Int1Ty && SrcI->hasOneUse()) {
6960           Value *One = ConstantInt::get(SrcI->getType(), 1);
6961
6962           Value *V = InsertNewInstBefore(
6963               BinaryOperator::createShl(One, SrcI->getOperand(1),
6964                                      "tmp"), CI);
6965           V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(V,
6966                                                             SrcI->getOperand(0),
6967                                                             "tmp"), CI);
6968           Value *Zero = Constant::getNullValue(V->getType());
6969           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, Zero);
6970         }
6971       }
6972       break;
6973     }
6974   }
6975   
6976   return 0;
6977 }
6978
6979 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
6980   // If one of the common conversion will work ..
6981   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
6982     return Result;
6983
6984   Value *Src = CI.getOperand(0);
6985
6986   // If this is a cast of a cast
6987   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
6988     // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
6989     // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
6990     // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
6991     if (isa<TruncInst>(CSrc)) {
6992       // Get the sizes of the types involved
6993       Value *A = CSrc->getOperand(0);
6994       uint32_t SrcSize = A->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6995       uint32_t MidSize = CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6996       uint32_t DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6997       // If we're actually extending zero bits and the trunc is a no-op
6998       if (MidSize < DstSize && SrcSize == DstSize) {
6999         // Replace both of the casts with an And of the type mask.
7000         APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
7001         Constant *AndConst = ConstantInt::get(AndValue);
7002         Instruction *And = 
7003           BinaryOperator::createAnd(CSrc->getOperand(0), AndConst);
7004         // Unfortunately, if the type changed, we need to cast it back.
7005         if (And->getType() != CI.getType()) {
7006           And->setName(CSrc->getName()+".mask");
7007           InsertNewInstBefore(And, CI);
7008           And = CastInst::createIntegerCast(And, CI.getType(), false/*ZExt*/);
7009         }
7010         return And;
7011       }
7012     }
7013   }
7014
7015   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src)) {
7016     // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
7017     // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
7018     // cast to integer to avoid the comparison.
7019     if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
7020       const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
7021       
7022       // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
7023       // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
7024       if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
7025           (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())){
7026         Value *In = ICI->getOperand(0);
7027         Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
7028                                     In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
7029         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createLShr(In, Sh,
7030                                                         In->getName()+".lobit"),
7031                                  CI);
7032         if (In->getType() != CI.getType())
7033           In = CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(),
7034                                            false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
7035
7036         if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
7037           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
7038           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(In, One,
7039                                                           In->getName()+".not"),
7040                                    CI);
7041         }
7042
7043         return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7044       }
7045       
7046       
7047       
7048       // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
7049       // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
7050       // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
7051       // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
7052       // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
7053       // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
7054       // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
7055       // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
7056       if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
7057           // This only works for EQ and NE
7058           ICI->isEquality()) {
7059         // If Op1C some other power of two, convert:
7060         uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
7061         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
7062         APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
7063         ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
7064         
7065         APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
7066         if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
7067           bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7068           if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
7069             // (X&4) == 2 --> false
7070             // (X&4) != 2 --> true
7071             Constant *Res = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, isNE);
7072             Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
7073             return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
7074           }
7075           
7076           uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
7077           Value *In = ICI->getOperand(0);
7078           if (ShiftAmt) {
7079             // Perform a logical shr by shiftamt.
7080             // Insert the shift to put the result in the low bit.
7081             In = InsertNewInstBefore(
7082                    BinaryOperator::createLShr(In,
7083                                      ConstantInt::get(In->getType(), ShiftAmt),
7084                                               In->getName()+".lobit"), CI);
7085           }
7086           
7087           if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
7088             Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
7089             In = BinaryOperator::createXor(In, One, "tmp");
7090             InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
7091           }
7092           
7093           if (CI.getType() == In->getType())
7094             return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7095           else
7096             return CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
7097         }
7098       }
7099     }
7100   }    
7101   return 0;
7102 }
7103
7104 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
7105   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
7106     return I;
7107   
7108   Value *Src = CI.getOperand(0);
7109   
7110   // sext (x <s 0) -> ashr x, 31   -> all ones if signed
7111   // sext (x >s -1) -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
7112   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src)) {
7113     // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
7114     // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
7115     // cast to integer to avoid the comparison.
7116     if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
7117       const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
7118       
7119       // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
7120       // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
7121       if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
7122           (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())){
7123         Value *In = ICI->getOperand(0);
7124         Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
7125                                      In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
7126         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAShr(In, Sh,
7127                                                         In->getName()+".lobit"),
7128                                  CI);
7129         if (In->getType() != CI.getType())
7130           In = CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(),
7131                                            true/*SExt*/, "tmp", &CI);
7132         
7133         if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT)
7134           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(In,
7135                                      In->getName()+".not"), CI);
7136         
7137         return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7138       }
7139     }
7140   }
7141       
7142   return 0;
7143 }
7144
7145 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
7146 /// in the specified FP type without changing its value.
7147 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const Type *FPTy, 
7148                               const fltSemantics &Sem) {
7149   APFloat F = CFP->getValueAPF();
7150   if (F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven) == APFloat::opOK)
7151     return ConstantFP::get(FPTy, F);
7152   return 0;
7153 }
7154
7155 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
7156 /// through it until we get the source value.
7157 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V) {
7158   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
7159     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
7160       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0));
7161   
7162   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
7163   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
7164   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
7165   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
7166     if (CFP->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
7167       return V;  // No constant folding of this.
7168     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
7169     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, Type::FloatTy, APFloat::IEEEsingle))
7170       return V;
7171     if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
7172       return V;  // Won't shrink.
7173     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, Type::DoubleTy, APFloat::IEEEdouble))
7174       return V;
7175     // Don't try to shrink to various long double types.
7176   }
7177   
7178   return V;
7179 }
7180
7181 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
7182   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
7183     return I;
7184   
7185   // If we have fptrunc(add (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
7186   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
7187   // the add as the smaller type.  This applies to add/sub/mul/div as well as
7188   // many builtins (sqrt, etc).
7189   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
7190   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
7191     switch (OpI->getOpcode()) {
7192     default: break;
7193     case Instruction::Add:
7194     case Instruction::Sub:
7195     case Instruction::Mul:
7196     case Instruction::FDiv:
7197     case Instruction::FRem:
7198       const Type *SrcTy = OpI->getType();
7199       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0));
7200       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1));
7201       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
7202           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
7203         unsigned DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7204         // If the source types were both smaller than the destination type of
7205         // the cast, do this xform.
7206         if (LHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize &&
7207             RHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize) {
7208           LHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, LHSTrunc,
7209                                       CI.getType(), CI);
7210           RHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, RHSTrunc,
7211                                       CI.getType(), CI);
7212           return BinaryOperator::create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
7213         }
7214       }
7215       break;  
7216     }
7217   }
7218   return 0;
7219 }
7220
7221 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
7222   return commonCastTransforms(CI);
7223 }
7224
7225 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(CastInst &CI) {
7226   return commonCastTransforms(CI);
7227 }
7228
7229 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(CastInst &CI) {
7230   return commonCastTransforms(CI);
7231 }
7232
7233 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
7234   return commonCastTransforms(CI);
7235 }
7236
7237 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
7238   return commonCastTransforms(CI);
7239 }
7240
7241 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(CastInst &CI) {
7242   return commonPointerCastTransforms(CI);
7243 }
7244
7245 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
7246   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
7247     return I;
7248   
7249   const Type *DestPointee = cast<PointerType>(CI.getType())->getElementType();
7250   if (!DestPointee->isSized()) return 0;
7251
7252   // If this is inttoptr(add (ptrtoint x), cst), try to turn this into a GEP.
7253   ConstantInt *Cst;
7254   Value *X;
7255   if (match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Cast<PtrToIntInst>(m_Value(X)),
7256                                     m_ConstantInt(Cst)))) {
7257     // If the source and destination operands have the same type, see if this
7258     // is a single-index GEP.
7259     if (X->getType() == CI.getType()) {
7260       // Get the size of the pointee type.
7261       uint64_t Size = TD->getABITypeSizeInBits(DestPointee);
7262
7263       // Convert the constant to intptr type.
7264       APInt Offset = Cst->getValue();
7265       Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
7266
7267       // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
7268       if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
7269         Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
7270         return new GetElementPtrInst(X, ConstantInt::get(Offset));
7271       }
7272     }
7273     // TODO: Could handle other cases, e.g. where add is indexing into field of
7274     // struct etc.
7275   } else if (CI.getOperand(0)->hasOneUse() &&
7276              match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst)))) {
7277     // Otherwise, if this is inttoptr(add x, cst), try to turn this into an
7278     // "inttoptr+GEP" instead of "add+intptr".
7279     
7280     // Get the size of the pointee type.
7281     uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
7282     
7283     // Convert the constant to intptr type.
7284     APInt Offset = Cst->getValue();
7285     Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
7286     
7287     // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
7288     if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
7289       Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
7290       
7291       Instruction *P = InsertNewInstBefore(new IntToPtrInst(X, CI.getType(),
7292                                                             "tmp"), CI);
7293       return new GetElementPtrInst(P, ConstantInt::get(Offset), "tmp");
7294     }
7295   }
7296   return 0;
7297 }
7298
7299 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
7300   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
7301   // otherwise just apply the common ones.
7302   Value *Src = CI.getOperand(0);
7303   const Type *SrcTy = Src->getType();
7304   const Type *DestTy = CI.getType();
7305
7306   if (SrcTy->isInteger() && DestTy->isInteger()) {
7307     if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7308       return Result;
7309   } else if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
7310     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
7311       return I;
7312   } else {
7313     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
7314       return Result;
7315   }
7316
7317
7318   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
7319   // be replaced by the operand.
7320   if (DestTy == Src->getType())
7321     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
7322
7323   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
7324     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
7325     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
7326     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
7327     
7328     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
7329     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
7330     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
7331       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
7332         return V;
7333     
7334     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
7335     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
7336     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
7337     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
7338     unsigned NumZeros = 0;
7339     while (SrcElTy != DstElTy && 
7340            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
7341            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
7342       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
7343       ++NumZeros;
7344     }
7345
7346     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
7347     if (SrcElTy == DstElTy) {
7348       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
7349       return new GetElementPtrInst(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "", 
7350                                    ((Instruction*) NULL));
7351     }
7352   }
7353
7354   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
7355     if (SVI->hasOneUse()) {
7356       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
7357       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
7358       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
7359           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() == 
7360                 SVI->getType()->getNumElements()) {
7361         CastInst *Tmp;
7362         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
7363         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
7364         // us to eliminate at least one cast.
7365         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
7366              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
7367             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
7368              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
7369           Value *LHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
7370                                                SVI->getOperand(0), DestTy, &CI);
7371           Value *RHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
7372                                                SVI->getOperand(1), DestTy, &CI);
7373           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
7374           // know the vector types match #elts.
7375           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
7376         }
7377       }
7378     }
7379   }
7380   return 0;
7381 }
7382
7383 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
7384 ///   %C = or %A, %B
7385 ///   %D = select %cond, %C, %A
7386 /// into:
7387 ///   %C = select %cond, %B, 0
7388 ///   %D = or %A, %C
7389 ///
7390 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
7391 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
7392 /// equal the other incoming value of the select.
7393 ///
7394 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
7395   switch (I->getOpcode()) {
7396   case Instruction::Add:
7397   case Instruction::Mul:
7398   case Instruction::And:
7399   case Instruction::Or:
7400   case Instruction::Xor:
7401     return 3;              // Can fold through either operand.
7402   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
7403   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
7404   case Instruction::LShr:
7405   case Instruction::AShr:
7406     return 1;
7407   default:
7408     return 0;              // Cannot fold
7409   }
7410 }
7411
7412 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
7413 /// function, return the identity constant that goes into the select.
7414 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
7415   switch (I->getOpcode()) {
7416   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
7417   case Instruction::Add:
7418   case Instruction::Sub:
7419   case Instruction::Or:
7420   case Instruction::Xor:
7421   case Instruction::Shl:
7422   case Instruction::LShr:
7423   case Instruction::AShr:
7424     return Constant::getNullValue(I->getType());
7425   case Instruction::And:
7426     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
7427   case Instruction::Mul:
7428     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
7429   }
7430 }
7431
7432 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
7433 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
7434 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
7435                                           Instruction *FI) {
7436   if (TI->getNumOperands() == 1) {
7437     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
7438     // merge.
7439     if (TI->isCast()) {
7440       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
7441         return 0;
7442     } else {
7443       return 0;  // unknown unary op.
7444     }
7445
7446     // Fold this by inserting a select from the input values.
7447     SelectInst *NewSI = new SelectInst(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
7448                                        FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
7449     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
7450     return CastInst::create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
7451                             TI->getType());
7452   }
7453
7454   // Only handle binary operators here.
7455   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
7456     return 0;
7457
7458   // Figure out if the operations have any operands in common.
7459   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
7460   bool MatchIsOpZero;
7461   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
7462     MatchOp  = TI->getOperand(0);
7463     OtherOpT = TI->getOperand(1);
7464     OtherOpF = FI->getOperand(1);
7465     MatchIsOpZero = true;
7466   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
7467     MatchOp  = TI->getOperand(1);
7468     OtherOpT = TI->getOperand(0);
7469     OtherOpF = FI->getOperand(0);
7470     MatchIsOpZero = false;
7471   } else if (!TI->isCommutative()) {
7472     return 0;
7473   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
7474     MatchOp  = TI->getOperand(0);
7475     OtherOpT = TI->getOperand(1);
7476     OtherOpF = FI->getOperand(0);
7477     MatchIsOpZero = true;
7478   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
7479     MatchOp  = TI->getOperand(1);
7480     OtherOpT = TI->getOperand(0);
7481     OtherOpF = FI->getOperand(1);
7482     MatchIsOpZero = true;
7483   } else {
7484     return 0;
7485   }
7486
7487   // If we reach here, they do have operations in common.
7488   SelectInst *NewSI = new SelectInst(SI.getCondition(), OtherOpT,
7489                                      OtherOpF, SI.getName()+".v");
7490   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
7491
7492   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
7493     if (MatchIsOpZero)
7494       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
7495     else
7496       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
7497   }
7498   assert(0 && "Shouldn't get here");
7499   return 0;
7500 }
7501
7502 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
7503   Value *CondVal = SI.getCondition();
7504   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
7505   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
7506
7507   // select true, X, Y  -> X
7508   // select false, X, Y -> Y
7509   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
7510     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
7511
7512   // select C, X, X -> X
7513   if (TrueVal == FalseVal)
7514     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7515
7516   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
7517     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7518   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
7519     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7520   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
7521     if (isa<Constant>(TrueVal))
7522       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7523     else
7524       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7525   }
7526
7527   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
7528     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
7529       if (C->getZExtValue()) {
7530         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
7531         return BinaryOperator::createOr(CondVal, FalseVal);
7532       } else {
7533         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
7534         Value *NotCond =
7535           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7536                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
7537         return BinaryOperator::createAnd(NotCond, FalseVal);
7538       }
7539     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
7540       if (C->getZExtValue() == false) {
7541         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
7542         return BinaryOperator::createAnd(CondVal, TrueVal);
7543       } else {
7544         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
7545         Value *NotCond =
7546           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7547                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
7548         return BinaryOperator::createOr(NotCond, TrueVal);
7549       }
7550     }
7551     
7552     // select a, b, a  -> a&b
7553     // select a, a, b  -> a|b
7554     if (CondVal == TrueVal)
7555       return BinaryOperator::createOr(CondVal, FalseVal);
7556     else if (CondVal == FalseVal)
7557       return BinaryOperator::createAnd(CondVal, TrueVal);
7558   }
7559
7560   // Selecting between two integer constants?
7561   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
7562     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
7563       // select C, 1, 0 -> zext C to int
7564       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
7565         return CastInst::create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
7566       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
7567         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
7568         Value *NotCond =
7569           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7570                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
7571         return CastInst::create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
7572       }
7573       
7574       // FIXME: Turn select 0/-1 and -1/0 into sext from condition!
7575
7576       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
7577
7578         // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31
7579         if (TrueValC->isAllOnesValue() && FalseValC->isZero())
7580           if (ConstantInt *CmpCst = dyn_cast<ConstantInt>(IC->getOperand(1))) {
7581             if (IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && CmpCst->isZero()) {
7582               // The comparison constant and the result are not neccessarily the
7583               // same width. Make an all-ones value by inserting a AShr.
7584               Value *X = IC->getOperand(0);
7585               uint32_t Bits = X->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7586               Constant *ShAmt = ConstantInt::get(X->getType(), Bits-1);
7587               Instruction *SRA = BinaryOperator::create(Instruction::AShr, X,
7588                                                         ShAmt, "ones");
7589               InsertNewInstBefore(SRA, SI);
7590               
7591               // Finally, convert to the type of the select RHS.  We figure out
7592               // if this requires a SExt, Trunc or BitCast based on the sizes.
7593               Instruction::CastOps opc = Instruction::BitCast;
7594               uint32_t SRASize = SRA->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7595               uint32_t SISize  = SI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7596               if (SRASize < SISize)
7597                 opc = Instruction::SExt;
7598               else if (SRASize > SISize)
7599                 opc = Instruction::Trunc;
7600               return CastInst::create(opc, SRA, SI.getType());
7601             }
7602           }
7603
7604
7605         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
7606         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
7607         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
7608         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
7609         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
7610           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
7611               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
7612             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
7613               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
7614                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
7615                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
7616                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
7617                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
7618                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
7619                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
7620                 // true or false val is the zero.
7621                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
7622                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7623                 Value *V = ICA;
7624                 if (ShouldNotVal)
7625                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::create(
7626                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
7627                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
7628               }
7629       }
7630     }
7631
7632   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
7633   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
7634     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
7635       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
7636       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
7637         // This is not safe in general for floating point:  
7638         // consider X== -0, Y== +0.
7639         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
7640         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
7641         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
7642               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
7643             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
7644              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
7645         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7646       }
7647       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
7648       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
7649         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7650       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7651
7652     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
7653       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
7654       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
7655         // This is not safe in general for floating point:  
7656         // consider X== -0, Y== +0.
7657         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
7658         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
7659         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
7660               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
7661             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
7662              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
7663           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7664       }
7665       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
7666       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
7667         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7668       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7669     }
7670   }
7671
7672   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
7673   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal)) {
7674     if (ICI->getOperand(0) == TrueVal && ICI->getOperand(1) == FalseVal) {
7675       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
7676       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7677         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7678       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
7679       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7680         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7681       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7682
7683     } else if (ICI->getOperand(0) == FalseVal && ICI->getOperand(1) == TrueVal){
7684       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
7685       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7686         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7687       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
7688       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7689         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7690       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7691     }
7692   }
7693
7694   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
7695     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
7696       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
7697         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
7698
7699         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
7700         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
7701           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
7702             return IV;
7703
7704         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
7705         // even legal for FP.
7706         if (TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
7707             FI->getOpcode() == Instruction::Add) {
7708           AddOp = FI; SubOp = TI;
7709         } else if (FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
7710                    TI->getOpcode() == Instruction::Add) {
7711           AddOp = TI; SubOp = FI;
7712         }
7713
7714         if (AddOp) {
7715           Value *OtherAddOp = 0;
7716           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
7717             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
7718           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
7719             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
7720           }
7721
7722           if (OtherAddOp) {
7723             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
7724             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
7725             Value *NegVal;  // Compute -Z
7726             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
7727               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
7728             } else {
7729               NegVal = InsertNewInstBefore(
7730                     BinaryOperator::createNeg(SubOp->getOperand(1), "tmp"), SI);
7731             }
7732
7733             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
7734             Value *NewFalseOp = NegVal;
7735             if (AddOp != TI)
7736               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
7737             Instruction *NewSel =
7738               new SelectInst(CondVal, NewTrueOp,NewFalseOp,SI.getName()+".p");
7739
7740             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7741             return BinaryOperator::createAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
7742           }
7743         }
7744       }
7745
7746   // See if we can fold the select into one of our operands.
7747   if (SI.getType()->isInteger()) {
7748     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
7749     // transformation we are doing here.
7750     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
7751       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
7752           !isa<Constant>(FalseVal))
7753         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
7754           unsigned OpToFold = 0;
7755           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
7756             OpToFold = 1;
7757           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
7758             OpToFold = 2;
7759           }
7760
7761           if (OpToFold) {
7762             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
7763             Instruction *NewSel =
7764               new SelectInst(SI.getCondition(), TVI->getOperand(2-OpToFold), C);
7765             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7766             NewSel->takeName(TVI);
7767             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
7768               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
7769             else {
7770               assert(0 && "Unknown instruction!!");
7771             }
7772           }
7773         }
7774
7775     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
7776       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
7777           !isa<Constant>(TrueVal))
7778         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
7779           unsigned OpToFold = 0;
7780           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
7781             OpToFold = 1;
7782           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
7783             OpToFold = 2;
7784           }
7785
7786           if (OpToFold) {
7787             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
7788             Instruction *NewSel =
7789               new SelectInst(SI.getCondition(), C, FVI->getOperand(2-OpToFold));
7790             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7791             NewSel->takeName(FVI);
7792             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
7793               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
7794             else
7795               assert(0 && "Unknown instruction!!");
7796           }
7797         }
7798   }
7799
7800   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
7801     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
7802     SI.setOperand(1, FalseVal);
7803     SI.setOperand(2, TrueVal);
7804     return &SI;
7805   }
7806
7807   return 0;
7808 }
7809
7810 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
7811 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
7812 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
7813 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
7814 static unsigned GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V, TargetData *TD,
7815                                            unsigned PrefAlign = 0) {
7816   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
7817     unsigned Align = GV->getAlignment();
7818     if (Align == 0 && TD && GV->getType()->getElementType()->isSized()) 
7819       Align = TD->getPrefTypeAlignment(GV->getType()->getElementType());
7820
7821     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
7822     // of the global.
7823     if (PrefAlign > Align && GV->hasInitializer()) {
7824       GV->setAlignment(PrefAlign);
7825       Align = PrefAlign;
7826     }
7827     return Align;
7828   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
7829     unsigned Align = AI->getAlignment();
7830     if (Align == 0 && TD) {
7831       if (isa<AllocaInst>(AI))
7832         Align = TD->getPrefTypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
7833       else if (isa<MallocInst>(AI)) {
7834         // Malloc returns maximally aligned memory.
7835         Align = TD->getABITypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
7836         Align =
7837           std::max(Align,
7838                    (unsigned)TD->getABITypeAlignment(Type::DoubleTy));
7839         Align =
7840           std::max(Align,
7841                    (unsigned)TD->getABITypeAlignment(Type::Int64Ty));
7842       }
7843     }
7844     
7845     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.  We
7846     // don't do this for malloc, because some systems can't respect the request.
7847     if (PrefAlign > Align && isa<AllocaInst>(AI)) {
7848       AI->setAlignment(PrefAlign);
7849       Align = PrefAlign;
7850     }
7851     return Align;
7852   } else if (isa<BitCastInst>(V) ||
7853              (isa<ConstantExpr>(V) && 
7854               cast<ConstantExpr>(V)->getOpcode() == Instruction::BitCast)) {
7855     return GetOrEnforceKnownAlignment(cast<User>(V)->getOperand(0),
7856                                       TD, PrefAlign);
7857   } else if (User *GEPI = dyn_castGetElementPtr(V)) {
7858     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
7859     bool AllZeroOperands = true;
7860     for (unsigned i = 1, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i)
7861       if (!isa<Constant>(GEPI->getOperand(i)) ||
7862           !cast<Constant>(GEPI->getOperand(i))->isNullValue()) {
7863         AllZeroOperands = false;
7864         break;
7865       }
7866
7867     if (AllZeroOperands) {
7868       // Treat this like a bitcast.
7869       return GetOrEnforceKnownAlignment(GEPI->getOperand(0), TD, PrefAlign);
7870     }
7871
7872     unsigned BaseAlignment = GetOrEnforceKnownAlignment(GEPI->getOperand(0),TD);
7873     if (BaseAlignment == 0) return 0;
7874
7875     // Otherwise, if the base alignment is >= the alignment we expect for the
7876     // base pointer type, then we know that the resultant pointer is aligned at
7877     // least as much as its type requires.
7878     if (!TD) return 0;
7879
7880     const Type *BasePtrTy = GEPI->getOperand(0)->getType();
7881     const PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(BasePtrTy);
7882     unsigned Align = TD->getABITypeAlignment(PtrTy->getElementType());
7883     if (Align <= BaseAlignment) {
7884       const Type *GEPTy = GEPI->getType();
7885       const PointerType *GEPPtrTy = cast<PointerType>(GEPTy);
7886       Align = std::min(Align, (unsigned)
7887                        TD->getABITypeAlignment(GEPPtrTy->getElementType()));
7888       return Align;
7889     }
7890     return 0;
7891   }
7892   return 0;
7893 }
7894
7895 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
7896   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1), TD);
7897   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2), TD);
7898   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
7899   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment()->getZExtValue();
7900
7901   if (CopyAlign < MinAlign) {
7902     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, MinAlign));
7903     return MI;
7904   }
7905   
7906   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
7907   // load/store.
7908   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
7909   if (MemOpLength == 0) return 0;
7910   
7911   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
7912   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
7913   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
7914   // case.
7915   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
7916   if (Size == 0 || Size > 8 || (Size&(Size-1)))
7917     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
7918   
7919   // Use an integer load+store unless we can find something better.
7920   Type *NewPtrTy = PointerType::getUnqual(IntegerType::get(Size<<3));
7921   
7922   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
7923   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
7924   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
7925   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
7926   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
7927   // integer datatype.
7928   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
7929     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
7930     if (SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
7931       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
7932       // down through these levels if so.
7933       while (!SrcETy->isFirstClassType()) {
7934         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
7935           if (STy->getNumElements() == 1)
7936             SrcETy = STy->getElementType(0);
7937           else
7938             break;
7939         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
7940           if (ATy->getNumElements() == 1)
7941             SrcETy = ATy->getElementType();
7942           else
7943             break;
7944         } else
7945           break;
7946       }
7947       
7948       if (SrcETy->isFirstClassType())
7949         NewPtrTy = PointerType::getUnqual(SrcETy);
7950     }
7951   }
7952   
7953   
7954   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
7955   // infer, use it.
7956   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
7957   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
7958   
7959   Value *Src = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(2), NewPtrTy, *MI);
7960   Value *Dest = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(1), NewPtrTy, *MI);
7961   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
7962   InsertNewInstBefore(L, *MI);
7963   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
7964
7965   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
7966   MI->setOperand(3, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
7967   return MI;
7968 }
7969
7970 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
7971 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
7972 /// the heavy lifting.
7973 ///
7974 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
7975   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
7976   if (!II) return visitCallSite(&CI);
7977   
7978   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
7979   // visitCallSite.
7980   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
7981     bool Changed = false;
7982
7983     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
7984     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
7985       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
7986
7987       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
7988         if (CI->getZExtValue() == 1) {
7989           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
7990           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
7991           // alignment is sufficient.
7992         }
7993     }
7994
7995     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
7996     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
7997     // into a call to memcpy.
7998     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
7999       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
8000         if (GVSrc->isConstant()) {
8001           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
8002           Intrinsic::ID MemCpyID;
8003           if (CI.getOperand(3)->getType() == Type::Int32Ty)
8004             MemCpyID = Intrinsic::memcpy_i32;
8005           else
8006             MemCpyID = Intrinsic::memcpy_i64;
8007           CI.setOperand(0, Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID));
8008           Changed = true;
8009         }
8010     }
8011
8012     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
8013     // set, update the alignment.
8014     if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
8015       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
8016         return I;
8017     } else if (isa<MemSetInst>(MI)) {
8018       unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest(), TD);
8019       if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Alignment) {
8020         MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Alignment));
8021         Changed = true;
8022       }
8023     }
8024           
8025     if (Changed) return II;
8026   } else {
8027     switch (II->getIntrinsicID()) {
8028     default: break;
8029     case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
8030     case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
8031     case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
8032     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
8033     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
8034       // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
8035       // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
8036       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), TD, 16) >= 16) {
8037         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),
8038                                          PointerType::getUnqual(II->getType()),
8039                                          CI);
8040         return new LoadInst(Ptr);
8041       }
8042       break;
8043     case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
8044     case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
8045       // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
8046       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), TD, 16) >= 16) {
8047         const Type *OpPtrTy = 
8048           PointerType::getUnqual(II->getOperand(1)->getType());
8049         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(2), OpPtrTy, CI);
8050         return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
8051       }
8052       break;
8053     case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
8054     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
8055     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
8056     case Intrinsic::x86_sse2_storel_dq:
8057       // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
8058       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), TD, 16) >= 16) {
8059         const Type *OpPtrTy = 
8060           PointerType::getUnqual(II->getOperand(2)->getType());
8061         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1), OpPtrTy, CI);
8062         return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
8063       }
8064       break;
8065       
8066     case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
8067       // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
8068       // we can simplify the input based on that, do so now.
8069       uint64_t UndefElts;
8070       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), 1, 
8071                                                 UndefElts)) {
8072         II->setOperand(1, V);
8073         return II;
8074       }
8075       break;
8076     }
8077       
8078     case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
8079       // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
8080       if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
8081         assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
8082         
8083         // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
8084         bool AllEltsOk = true;
8085         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
8086           if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
8087               !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
8088             AllEltsOk = false;
8089             break;
8090           }
8091         }
8092         
8093         if (AllEltsOk) {
8094           // Cast the input vectors to byte vectors.
8095           Value *Op0 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),Mask->getType(),CI);
8096           Value *Op1 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(2),Mask->getType(),CI);
8097           Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
8098           
8099           // Only extract each element once.
8100           Value *ExtractedElts[32];
8101           memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
8102           
8103           for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
8104             if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
8105               continue;
8106             unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
8107             Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
8108             
8109             if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
8110               Instruction *Elt = 
8111                 new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, Idx&15, "tmp");
8112               InsertNewInstBefore(Elt, CI);
8113               ExtractedElts[Idx] = Elt;
8114             }
8115           
8116             // Insert this value into the result vector.
8117             Result = new InsertElementInst(Result, ExtractedElts[Idx], i,"tmp");
8118             InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
8119           }
8120           return CastInst::create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
8121         }
8122       }
8123       break;
8124
8125     case Intrinsic::stackrestore: {
8126       // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
8127       // happen when variable allocas are DCE'd.
8128       if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
8129         if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
8130           BasicBlock::iterator BI = SS;
8131           if (&*++BI == II)
8132             return EraseInstFromFunction(CI);
8133         }
8134       }
8135       
8136       // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
8137       // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
8138       TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
8139       if (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)) {
8140         BasicBlock::iterator BI = II;
8141         bool CannotRemove = false;
8142         for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
8143           if (isa<AllocaInst>(BI) ||
8144               (isa<CallInst>(BI) && !isa<IntrinsicInst>(BI))) {
8145             CannotRemove = true;
8146             break;
8147           }
8148         }
8149         if (!CannotRemove)
8150           return EraseInstFromFunction(CI);
8151       }
8152       break;
8153     }
8154     }
8155   }
8156
8157   return visitCallSite(II);
8158 }
8159
8160 // InvokeInst simplification
8161 //
8162 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
8163   return visitCallSite(&II);
8164 }
8165
8166 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
8167 //
8168 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
8169   bool Changed = false;
8170
8171   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
8172   // to the arguments of the call/invoke.
8173   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
8174
8175   Value *Callee = CS.getCalledValue();
8176
8177   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
8178     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
8179       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
8180       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
8181       // be unreachable, as the call is undefined.
8182       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
8183                     UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), 
8184                                     OldCall);
8185       if (!OldCall->use_empty())
8186         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
8187       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
8188         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
8189       return 0;
8190     }
8191
8192   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
8193     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
8194     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
8195     // that we can't modify the CFG here.
8196     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
8197                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)),
8198                   CS.getInstruction());
8199
8200     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
8201       CS.getInstruction()->
8202         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
8203
8204     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
8205       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
8206       new BranchInst(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
8207                      ConstantInt::getTrue(), II);
8208     }
8209     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
8210   }
8211
8212   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
8213     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
8214       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
8215         return transformCallThroughTrampoline(CS);
8216
8217   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
8218   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
8219   if (FTy->isVarArg()) {
8220     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
8221     // the call.
8222     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
8223            E = CS.arg_end(); I != E; ++I)
8224       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I)) {
8225         // If this cast does not effect the value passed through the varargs
8226         // area, we can eliminate the use of the cast.
8227         Value *Op = CI->getOperand(0);
8228         if (CI->isLosslessCast()) {
8229           *I = Op;
8230           Changed = true;
8231         }
8232       }
8233   }
8234
8235   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
8236     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
8237     CS.setDoesNotThrow();
8238     Changed = true;
8239   }
8240
8241   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
8242 }
8243
8244 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
8245 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
8246 //
8247 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
8248   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
8249   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
8250   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
8251       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
8252     return false;
8253   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
8254   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
8255   const ParamAttrsList* CallerPAL = CS.getParamAttrs();
8256
8257   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
8258   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
8259   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
8260   //
8261   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
8262   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
8263
8264   // Check to see if we are changing the return type...
8265   if (OldRetTy != FT->getReturnType()) {
8266     if (Callee->isDeclaration() && !Caller->use_empty() && 
8267         // Conversion is ok if changing from pointer to int of same size.
8268         !(isa<PointerType>(FT->getReturnType()) &&
8269           TD->getIntPtrType() == OldRetTy))
8270       return false;   // Cannot transform this return value.
8271
8272     if (!Caller->use_empty() &&
8273         // void -> non-void is handled specially
8274         FT->getReturnType() != Type::VoidTy &&
8275         !CastInst::isCastable(FT->getReturnType(), OldRetTy))
8276       return false;   // Cannot transform this return value.
8277
8278     if (CallerPAL && !Caller->use_empty()) {
8279       uint16_t RAttrs = CallerPAL->getParamAttrs(0);
8280       if (RAttrs & ParamAttr::typeIncompatible(FT->getReturnType()))
8281         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
8282     }
8283
8284     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
8285     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
8286     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
8287     // the critical edge).  Bail out in this case.
8288     if (!Caller->use_empty())
8289       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
8290         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
8291              UI != E; ++UI)
8292           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
8293             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
8294                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
8295               return false;
8296   }
8297
8298   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
8299   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
8300
8301   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
8302   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
8303     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
8304     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
8305
8306     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
8307       return false;   // Cannot transform this parameter value.
8308
8309     if (CallerPAL) {
8310       uint16_t PAttrs = CallerPAL->getParamAttrs(i + 1);
8311       if (PAttrs & ParamAttr::typeIncompatible(ParamTy))
8312         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
8313     }
8314
8315     ConstantInt *c = dyn_cast<ConstantInt>(*AI);
8316     // Some conversions are safe even if we do not have a body.
8317     // Either we can cast directly, or we can upconvert the argument
8318     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
8319       (isa<PointerType>(ParamTy) && isa<PointerType>(ActTy)) ||
8320       (ParamTy->isInteger() && ActTy->isInteger() &&
8321        ParamTy->getPrimitiveSizeInBits() >= ActTy->getPrimitiveSizeInBits()) ||
8322       (c && ParamTy->getPrimitiveSizeInBits() >= ActTy->getPrimitiveSizeInBits()
8323        && c->getValue().isStrictlyPositive());
8324     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
8325   }
8326
8327   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
8328       Callee->isDeclaration())
8329     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body...
8330
8331   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() && CallerPAL)
8332     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
8333     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
8334     // that are compatible with being a vararg call argument.
8335     for (unsigned i = CallerPAL->size(); i; --i) {
8336       if (CallerPAL->getParamIndex(i - 1) <= FT->getNumParams())
8337         break;
8338       uint16_t PAttrs = CallerPAL->getParamAttrsAtIndex(i - 1);
8339       if (PAttrs & ParamAttr::VarArgsIncompatible)
8340         return false;
8341     }
8342
8343   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
8344   // inserting cast instructions as necessary...
8345   std::vector<Value*> Args;
8346   Args.reserve(NumActualArgs);
8347   ParamAttrsVector attrVec;
8348   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
8349
8350   // Get any return attributes.
8351   uint16_t RAttrs = CallerPAL ? CallerPAL->getParamAttrs(0) : 0;
8352
8353   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
8354   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
8355   RAttrs &= ~ParamAttr::typeIncompatible(FT->getReturnType());
8356
8357   // Add the new return attributes.
8358   if (RAttrs)
8359     attrVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, RAttrs));
8360
8361   AI = CS.arg_begin();
8362   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
8363     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
8364     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
8365       Args.push_back(*AI);
8366     } else {
8367       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
8368           false, ParamTy, false);
8369       CastInst *NewCast = CastInst::create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
8370       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
8371     }
8372
8373     // Add any parameter attributes.
8374     uint16_t PAttrs = CallerPAL ? CallerPAL->getParamAttrs(i + 1) : 0;
8375     if (PAttrs)
8376       attrVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
8377   }
8378
8379   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
8380   // now...
8381   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
8382     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
8383
8384   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
8385   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs)
8386     if (!FT->isVarArg()) {
8387       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
8388            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
8389     } else {
8390       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
8391       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
8392         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
8393         if (PTy != (*AI)->getType()) {
8394           // Must promote to pass through va_arg area!
8395           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
8396                                                                 PTy, false);
8397           Instruction *Cast = CastInst::create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
8398           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
8399           Args.push_back(Cast);
8400         } else {
8401           Args.push_back(*AI);
8402         }
8403
8404         // Add any parameter attributes.
8405         uint16_t PAttrs = CallerPAL ? CallerPAL->getParamAttrs(i + 1) : 0;
8406         if (PAttrs)
8407           attrVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
8408       }
8409     }
8410
8411   if (FT->getReturnType() == Type::VoidTy)
8412     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
8413
8414   const ParamAttrsList* NewCallerPAL = ParamAttrsList::get(attrVec);
8415
8416   Instruction *NC;
8417   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
8418     NC = new InvokeInst(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
8419                         Args.begin(), Args.end(), Caller->getName(), Caller);
8420     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
8421     cast<InvokeInst>(NC)->setParamAttrs(NewCallerPAL);
8422   } else {
8423     NC = new CallInst(Callee, Args.begin(), Args.end(),
8424                       Caller->getName(), Caller);
8425     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
8426     if (CI->isTailCall())
8427       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
8428     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
8429     cast<CallInst>(NC)->setParamAttrs(NewCallerPAL);
8430   }
8431
8432   // Insert a cast of the return type as necessary.
8433   Value *NV = NC;
8434   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
8435     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
8436       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
8437                                                             OldRetTy, false);
8438       NV = NC = CastInst::create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
8439
8440       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
8441       // non-phi, instruction in the normal successor block.
8442       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
8443         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->begin();
8444         while (isa<PHINode>(I)) ++I;
8445         InsertNewInstBefore(NC, *I);
8446       } else {
8447         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
8448         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
8449       }
8450       AddUsersToWorkList(*Caller);
8451     } else {
8452       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
8453     }
8454   }
8455
8456   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
8457     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
8458   Caller->eraseFromParent();
8459   RemoveFromWorkList(Caller);
8460   return true;
8461 }
8462
8463 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
8464 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
8465 //
8466 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
8467   Value *Callee = CS.getCalledValue();
8468   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
8469   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
8470   const ParamAttrsList *Attrs = CS.getParamAttrs();
8471
8472   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
8473   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
8474   if (Attrs && Attrs->hasAttrSomewhere(ParamAttr::Nest))
8475     return 0;
8476
8477   IntrinsicInst *Tramp =
8478     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
8479
8480   Function *NestF =
8481     cast<Function>(IntrinsicInst::StripPointerCasts(Tramp->getOperand(2)));
8482   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
8483   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
8484
8485   if (const ParamAttrsList *NestAttrs = NestF->getParamAttrs()) {
8486     unsigned NestIdx = 1;
8487     const Type *NestTy = 0;
8488     uint16_t NestAttr = 0;
8489
8490     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
8491     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
8492          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
8493       if (NestAttrs->paramHasAttr(NestIdx, ParamAttr::Nest)) {
8494         // Record the parameter type and any other attributes.
8495         NestTy = *I;
8496         NestAttr = NestAttrs->getParamAttrs(NestIdx);
8497         break;
8498       }
8499
8500     if (NestTy) {
8501       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
8502       std::vector<Value*> NewArgs;
8503       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
8504
8505       ParamAttrsVector NewAttrs;
8506       NewAttrs.reserve(Attrs ? Attrs->size() + 1 : 1);
8507
8508       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
8509       // mean appending it.  Likewise for attributes.
8510
8511       // Add any function result attributes.
8512       uint16_t Attr = Attrs ? Attrs->getParamAttrs(0) : 0;
8513       if (Attr)
8514         NewAttrs.push_back (ParamAttrsWithIndex::get(0, Attr));
8515
8516       {
8517         unsigned Idx = 1;
8518         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
8519         do {
8520           if (Idx == NestIdx) {
8521             // Add the chain argument and attributes.
8522             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
8523             if (NestVal->getType() != NestTy)
8524               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
8525             NewArgs.push_back(NestVal);
8526             NewAttrs.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
8527           }
8528
8529           if (I == E)
8530             break;
8531
8532           // Add the original argument and attributes.
8533           NewArgs.push_back(*I);
8534           Attr = Attrs ? Attrs->getParamAttrs(Idx) : 0;
8535           if (Attr)
8536             NewAttrs.push_back
8537               (ParamAttrsWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
8538
8539           ++Idx, ++I;
8540         } while (1);
8541       }
8542
8543       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
8544       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
8545       // with the chain parameter inserted.
8546
8547       std::vector<const Type*> NewTypes;
8548       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
8549
8550       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
8551       // mean appending it.
8552       {
8553         unsigned Idx = 1;
8554         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
8555           E = FTy->param_end();
8556
8557         do {
8558           if (Idx == NestIdx)
8559             // Add the chain's type.
8560             NewTypes.push_back(NestTy);
8561
8562           if (I == E)
8563             break;
8564
8565           // Add the original type.
8566           NewTypes.push_back(*I);
8567
8568           ++Idx, ++I;
8569         } while (1);
8570       }
8571
8572       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
8573       // code sort out any function type mismatches.
8574       FunctionType *NewFTy =
8575         FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes, FTy->isVarArg());
8576       Constant *NewCallee = NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
8577         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PointerType::getUnqual(NewFTy));
8578       const ParamAttrsList *NewPAL = ParamAttrsList::get(NewAttrs);
8579
8580       Instruction *NewCaller;
8581       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
8582         NewCaller = new InvokeInst(NewCallee,
8583                                    II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
8584                                    NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
8585                                    Caller->getName(), Caller);
8586         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
8587         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setParamAttrs(NewPAL);
8588       } else {
8589         NewCaller = new CallInst(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
8590                                  Caller->getName(), Caller);
8591         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
8592           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
8593         cast<CallInst>(NewCaller)->
8594           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
8595         cast<CallInst>(NewCaller)->setParamAttrs(NewPAL);
8596       }
8597       if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
8598         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
8599       Caller->eraseFromParent();
8600       RemoveFromWorkList(Caller);
8601       return 0;
8602     }
8603   }
8604
8605   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
8606   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
8607   // code sort out any function type mismatches.
8608   Constant *NewCallee =
8609     NestF->getType() == PTy ? NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
8610   CS.setCalledFunction(NewCallee);
8611   return CS.getInstruction();
8612 }
8613
8614 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
8615 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
8616 /// and a single binop.
8617 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
8618   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
8619   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) ||
8620          isa<CmpInst>(FirstInst));
8621   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
8622   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
8623   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
8624     
8625   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
8626   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
8627   
8628   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
8629   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
8630   for (unsigned i = 0; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
8631     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
8632     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
8633         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
8634         // types or GEP's with different index types.
8635         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
8636         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
8637       return 0;
8638
8639     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
8640     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
8641       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
8642           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
8643         return 0;
8644     
8645     // Keep track of which operand needs a phi node.
8646     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
8647     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
8648   }
8649   
8650   // Otherwise, this is safe to transform, determine if it is profitable.
8651
8652   // If this is a GEP, and if the index (not the pointer) needs a PHI, bail out.
8653   // Indexes are often folded into load/store instructions, so we don't want to
8654   // hide them behind a phi.
8655   if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) && RHSVal == 0)
8656     return 0;
8657   
8658   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
8659   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
8660   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
8661   if (LHSVal == 0) {
8662     NewLHS = new PHINode(LHSType, FirstInst->getOperand(0)->getName()+".pn");
8663     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
8664     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
8665     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
8666     LHSVal = NewLHS;
8667   }
8668   
8669   if (RHSVal == 0) {
8670     NewRHS = new PHINode(RHSType, FirstInst->getOperand(1)->getName()+".pn");
8671     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
8672     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
8673     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
8674     RHSVal = NewRHS;
8675   }
8676   
8677   // Add all operands to the new PHIs.
8678   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8679     if (NewLHS) {
8680       Value *NewInLHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
8681       NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
8682     }
8683     if (NewRHS) {
8684       Value *NewInRHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(1);
8685       NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
8686     }
8687   }
8688     
8689   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
8690     return BinaryOperator::create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
8691   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
8692     return CmpInst::create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), LHSVal, 
8693                            RHSVal);
8694   else {
8695     assert(isa<GetElementPtrInst>(FirstInst));
8696     return new GetElementPtrInst(LHSVal, RHSVal);
8697   }
8698 }
8699
8700 /// isSafeToSinkLoad - Return true if we know that it is safe sink the load out
8701 /// of the block that defines it.  This means that it must be obvious the value
8702 /// of the load is not changed from the point of the load to the end of the
8703 /// block it is in.
8704 ///
8705 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
8706 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
8707 /// to a register.
8708 static bool isSafeToSinkLoad(LoadInst *L) {
8709   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
8710   
8711   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
8712     if (BBI->mayWriteToMemory())
8713       return false;
8714   
8715   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
8716   // profitable to do this xform.
8717   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
8718     bool isAddressTaken = false;
8719     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
8720          UI != E; ++UI) {
8721       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
8722       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
8723         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
8724         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
8725       }
8726       isAddressTaken = true;
8727       break;
8728     }
8729     
8730     if (!isAddressTaken)
8731       return false;
8732   }
8733   
8734   return true;
8735 }
8736
8737
8738 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
8739 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
8740 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
8741 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
8742   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
8743
8744   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
8745   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
8746   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
8747   // code size and simplifying code.
8748   Constant *ConstantOp = 0;
8749   const Type *CastSrcTy = 0;
8750   bool isVolatile = false;
8751   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
8752     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
8753   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
8754     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
8755     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
8756     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
8757     if (ConstantOp == 0)
8758       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
8759   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
8760     isVolatile = LI->isVolatile();
8761     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
8762     // load and the PHI.
8763     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
8764         !isSafeToSinkLoad(LI))
8765       return 0;
8766   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
8767     if (FirstInst->getNumOperands() == 2)
8768       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
8769     // Can't handle general GEPs yet.
8770     return 0;
8771   } else {
8772     return 0;  // Cannot fold this operation.
8773   }
8774
8775   // Check to see if all arguments are the same operation.
8776   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8777     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
8778     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
8779     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
8780       return 0;
8781     if (CastSrcTy) {
8782       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
8783         return 0;  // Cast operation must match.
8784     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
8785       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
8786       // the load and the PHI.
8787       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
8788           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
8789           !isSafeToSinkLoad(LI))
8790         return 0;
8791     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
8792       return 0;
8793     }
8794   }
8795
8796   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
8797   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
8798   PHINode *NewPN = new PHINode(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
8799                                PN.getName()+".in");
8800   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
8801
8802   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
8803   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
8804
8805   // Add all operands to the new PHI.
8806   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8807     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
8808     if (NewInVal != InVal)
8809       InVal = 0;
8810     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
8811   }
8812
8813   Value *PhiVal;
8814   if (InVal) {
8815     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
8816     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
8817     PhiVal = InVal;
8818     delete NewPN;
8819   } else {
8820     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
8821     PhiVal = NewPN;
8822   }
8823
8824   // Insert and return the new operation.
8825   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
8826     return CastInst::create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
8827   else if (isa<LoadInst>(FirstInst))
8828     return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
8829   else if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
8830     return BinaryOperator::create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
8831   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
8832     return CmpInst::create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
8833                            PhiVal, ConstantOp);
8834   else
8835     assert(0 && "Unknown operation");
8836   return 0;
8837 }
8838
8839 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
8840 /// that is dead.
8841 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
8842                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
8843   if (PN->use_empty()) return true;
8844   if (!PN->hasOneUse()) return false;
8845
8846   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
8847   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
8848     return true;
8849   
8850   // Don't scan crazily complex things.
8851   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
8852     return false;
8853
8854   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
8855     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
8856
8857   return false;
8858 }
8859
8860 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
8861 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
8862 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
8863 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
8864                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
8865   // See if we already saw this PHI node.
8866   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
8867     return true;
8868   
8869   // Don't scan crazily complex things.
8870   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
8871     return false;
8872  
8873   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
8874   // the value.
8875   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8876     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
8877     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
8878       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
8879         return false;
8880     } else if (Op != NonPhiInVal)
8881       return false;
8882   }
8883   
8884   return true;
8885 }
8886
8887
8888 // PHINode simplification
8889 //
8890 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
8891   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
8892   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
8893   
8894   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
8895     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
8896
8897   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
8898   // reducing code size.
8899   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
8900       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
8901     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
8902       return Result;
8903
8904   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
8905   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
8906   // PHI)... break the cycle.
8907   if (PN.hasOneUse()) {
8908     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
8909     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
8910       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
8911       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
8912       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
8913         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
8914     }
8915    
8916     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
8917     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
8918     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
8919     // common case here is good because the only other things that catch this
8920     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
8921     // late.
8922     if (PHIUser->hasOneUse() &&
8923         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
8924         PHIUser->use_back() == &PN) {
8925       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
8926     }
8927   }
8928
8929   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
8930   // same value, for example:
8931   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
8932   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
8933   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
8934   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
8935   {
8936     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
8937     // Scan for the first non-phi operand.
8938     while (InValNo != NumOperandVals && 
8939            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
8940       ++InValNo;
8941
8942     if (InValNo != NumOperandVals) {
8943       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
8944       
8945       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
8946       // there is no need to recursively scan other phis.
8947       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
8948         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
8949         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
8950           break;
8951       }
8952       
8953       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
8954       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
8955       // the value.
8956       if (InValNo == NumOperandVals) {
8957         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
8958         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
8959           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
8960       }
8961     }
8962   }
8963   return 0;
8964 }
8965
8966 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
8967                                    Instruction *InsertPoint,
8968                                    InstCombiner *IC) {
8969   unsigned PtrSize = DTy->getPrimitiveSizeInBits();
8970   unsigned VTySize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8971   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
8972   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
8973   // used for address computation.
8974   Instruction::CastOps opcode = 
8975      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
8976       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
8977   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
8978 }
8979
8980
8981 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
8982   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
8983   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
8984   // If so, eliminate the noop.
8985   if (GEP.getNumOperands() == 1)
8986     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
8987
8988   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
8989     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
8990
8991   bool HasZeroPointerIndex = false;
8992   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
8993     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
8994
8995   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
8996     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
8997
8998   // Eliminate unneeded casts for indices.
8999   bool MadeChange = false;
9000   
9001   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
9002   for (unsigned i = 1, e = GEP.getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
9003     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
9004       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(GEP.getOperand(i))) {
9005         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
9006             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
9007           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
9008           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
9009           // is a 32-bit pointer target.
9010           if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
9011             MadeChange = true;
9012             GEP.setOperand(i, CI->getOperand(0));
9013           }
9014         }
9015       }
9016       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
9017       // to what we need.  If the incoming value needs a cast instruction,
9018       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
9019       // obvious.
9020       Value *Op = GEP.getOperand(i);
9021       if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) > TD->getPointerSizeInBits())
9022         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
9023           GEP.setOperand(i, ConstantExpr::getTrunc(C, TD->getIntPtrType()));
9024           MadeChange = true;
9025         } else {
9026           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
9027                                 GEP);
9028           GEP.setOperand(i, Op);
9029           MadeChange = true;
9030         }
9031     }
9032   }
9033   if (MadeChange) return &GEP;
9034
9035   // If this GEP instruction doesn't move the pointer, and if the input operand
9036   // is a bitcast of another pointer, just replace the GEP with a bitcast of the
9037   // real input to the dest type.
9038   if (GEP.hasAllZeroIndices()) {
9039     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(GEP.getOperand(0))) {
9040       // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
9041       // converted to match the type of the cast, don't touch this.
9042       if (isa<AllocationInst>(BCI->getOperand(0))) {
9043         // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
9044         if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
9045           if (I != BCI) {
9046             I->takeName(BCI);
9047             BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
9048             ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
9049           }
9050           return &GEP;
9051         }
9052       }
9053       return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
9054     }
9055   }
9056   
9057   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
9058   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
9059   // getelementptr instructions into a single instruction.
9060   //
9061   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
9062   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
9063     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
9064
9065   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
9066     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
9067     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
9068     // avoids us creating a TON of code in some cases.
9069     //
9070     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
9071         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
9072       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
9073
9074     SmallVector<Value*, 8> Indices;
9075
9076     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
9077     bool EndsWithSequential = false;
9078     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
9079            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
9080       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
9081
9082     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
9083     if (EndsWithSequential) {
9084       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
9085       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
9086       //
9087       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
9088       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
9089         Sum = GO1;
9090       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
9091         Sum = SO1;
9092       } else {
9093         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
9094         // target's pointer size.
9095         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
9096           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
9097             SO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
9098           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
9099             GO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
9100           } else {
9101             unsigned PS = TD->getPointerSizeInBits();
9102             if (TD->getTypeSizeInBits(SO1->getType()) == PS) {
9103               // Convert GO1 to SO1's type.
9104               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
9105
9106             } else if (TD->getTypeSizeInBits(GO1->getType()) == PS) {
9107               // Convert SO1 to GO1's type.
9108               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
9109             } else {
9110               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
9111               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
9112               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
9113             }
9114           }
9115         }
9116         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
9117           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
9118         else {
9119           Sum = BinaryOperator::createAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
9120           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
9121         }
9122       }
9123
9124       // Recycle the GEP we already have if possible.
9125       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
9126         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
9127         GEP.setOperand(1, Sum);
9128         return &GEP;
9129       } else {
9130         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
9131                        SrcGEPOperands.end()-1);
9132         Indices.push_back(Sum);
9133         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
9134       }
9135     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
9136                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
9137                SrcGEPOperands.size() != 1) {
9138       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
9139       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
9140                      SrcGEPOperands.end());
9141       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
9142     }
9143
9144     if (!Indices.empty())
9145       return new GetElementPtrInst(SrcGEPOperands[0], Indices.begin(),
9146                                    Indices.end(), GEP.getName());
9147
9148   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
9149     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
9150     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
9151
9152     // Scan for nonconstants...
9153     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
9154     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
9155     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
9156       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
9157
9158     if (I == E) {  // If they are all constants...
9159       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV,
9160                                                     &Indices[0],Indices.size());
9161
9162       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
9163       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
9164     }
9165   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
9166     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
9167       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
9168     } else if (HasZeroPointerIndex) {
9169       // transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
9170       // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
9171       //
9172       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
9173       //
9174       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
9175       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
9176       if (const ArrayType *XATy =
9177           dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
9178         if (const ArrayType *CATy =
9179             dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
9180           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
9181             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
9182             // to an array of the same type as the destination pointer
9183             // array.  Because the array type is never stepped over (there
9184             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
9185             GEP.setOperand(0, X);
9186             return &GEP;
9187           }
9188     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
9189       // Transform things like:
9190       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
9191       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
9192       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
9193       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
9194       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
9195           TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
9196           TD->getABITypeSize(ResElTy)) {
9197         Value *Idx[2];
9198         Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9199         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
9200         Value *V = InsertNewInstBefore(
9201                new GetElementPtrInst(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()), GEP);
9202         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
9203         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
9204       }
9205       
9206       // Transform things like:
9207       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
9208       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
9209       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
9210       
9211       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::Int8Ty) {
9212         uint64_t ArrayEltSize =
9213             TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
9214         
9215         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
9216         // allow either a mul, shift, or constant here.
9217         Value *NewIdx = 0;
9218         ConstantInt *Scale = 0;
9219         if (ArrayEltSize == 1) {
9220           NewIdx = GEP.getOperand(1);
9221           Scale = ConstantInt::get(NewIdx->getType(), 1);
9222         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
9223           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
9224           Scale = CI;
9225         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
9226           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
9227               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
9228             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
9229             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
9230             Scale = ConstantInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmtVal);
9231             NewIdx = Inst->getOperand(0);
9232           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
9233                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
9234             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
9235             NewIdx = Inst->getOperand(0);
9236           }
9237         }
9238         
9239         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
9240         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
9241         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
9242         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
9243         if (Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
9244             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
9245           Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
9246                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
9247           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
9248             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
9249                                                        false /*ZExt*/);
9250             Instruction *Sc = BinaryOperator::createMul(NewIdx, C, "idxscale");
9251             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
9252           }
9253
9254           // Insert the new GEP instruction.
9255           Value *Idx[2];
9256           Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9257           Idx[1] = NewIdx;
9258           Instruction *NewGEP =
9259             new GetElementPtrInst(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
9260           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
9261           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
9262           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
9263         }
9264       }
9265     }
9266   }
9267
9268   return 0;
9269 }
9270
9271 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
9272   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
9273   if (AI.isArrayAllocation())    // Check C != 1
9274     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
9275       const Type *NewTy = 
9276         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
9277       AllocationInst *New = 0;
9278
9279       // Create and insert the replacement instruction...
9280       if (isa<MallocInst>(AI))
9281         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
9282       else {
9283         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
9284         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
9285       }
9286
9287       InsertNewInstBefore(New, AI);
9288
9289       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
9290       // allocas if possible...
9291       //
9292       BasicBlock::iterator It = New;
9293       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
9294
9295       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
9296       // insert our getelementptr instruction...
9297       //
9298       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9299       Value *Idx[2];
9300       Idx[0] = NullIdx;
9301       Idx[1] = NullIdx;
9302       Value *V = new GetElementPtrInst(New, Idx, Idx + 2,
9303                                        New->getName()+".sub", It);
9304
9305       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
9306       // allocation.
9307       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
9308     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
9309       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
9310     }
9311
9312   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
9313   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
9314   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
9315   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() &&
9316       TD->getABITypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
9317     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
9318
9319   return 0;
9320 }
9321
9322 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
9323   Value *Op = FI.getOperand(0);
9324
9325   // free undef -> unreachable.
9326   if (isa<UndefValue>(Op)) {
9327     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
9328     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9329                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), &FI);
9330     return EraseInstFromFunction(FI);
9331   }
9332   
9333   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
9334   // when lots of inlining happens.
9335   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
9336     return EraseInstFromFunction(FI);
9337   
9338   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
9339   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
9340     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
9341     return &FI;
9342   }
9343   
9344   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
9345   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
9346     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
9347       AddToWorkList(GEPI);
9348       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
9349       return &FI;
9350     }
9351   }
9352   
9353   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
9354   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
9355     if (MI->hasOneUse()) {
9356       EraseInstFromFunction(FI);
9357       return EraseInstFromFunction(*MI);
9358     }
9359
9360   return 0;
9361 }
9362
9363
9364 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
9365 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
9366                                         const TargetData *TD) {
9367   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
9368   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
9369
9370   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CI)) {
9371     // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
9372     // directly if string length is small enough.
9373     const std::string &Str = CE->getOperand(0)->getStringValue();
9374     if (!Str.empty()) {
9375       unsigned len = Str.length();
9376       const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
9377       unsigned numBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
9378       // Replace LI with immediate integer store.
9379       if ((numBits >> 3) == len + 1) {
9380         APInt StrVal(numBits, 0);
9381         APInt SingleChar(numBits, 0);
9382         if (TD->isLittleEndian()) {
9383           for (signed i = len-1; i >= 0; i--) {
9384             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
9385             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9386           }
9387         } else {
9388           for (unsigned i = 0; i < len; i++) {
9389             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
9390                 StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9391           }
9392           // Append NULL at the end.
9393           SingleChar = 0;
9394           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9395         }
9396         Value *NL = ConstantInt::get(StrVal);
9397         return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, NL);
9398       }
9399     }
9400   }
9401
9402   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
9403   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
9404     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9405
9406     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
9407          isa<VectorType>(DestPTy)) {
9408       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
9409       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
9410       // constants.
9411       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
9412         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
9413           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
9414             Value *Idxs[2];
9415             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9416             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
9417             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
9418             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9419           }
9420
9421       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
9422             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
9423           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
9424           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
9425           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
9426           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
9427                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
9428
9429         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
9430         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
9431         // the result of the loaded value.
9432         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
9433                                                              CI->getName(),
9434                                                          LI.isVolatile()),LI);
9435         // Now cast the result of the load.
9436         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
9437       }
9438     }
9439   }
9440   return 0;
9441 }
9442
9443 /// isSafeToLoadUnconditionally - Return true if we know that executing a load
9444 /// from this value cannot trap.  If it is not obviously safe to load from the
9445 /// specified pointer, we do a quick local scan of the basic block containing
9446 /// ScanFrom, to determine if the address is already accessed.
9447 static bool isSafeToLoadUnconditionally(Value *V, Instruction *ScanFrom) {
9448   // If it is an alloca it is always safe to load from.
9449   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
9450
9451   // If it is a global variable it is mostly safe to load from.
9452   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
9453     // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
9454     return !isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage();
9455
9456   // Otherwise, be a little bit agressive by scanning the local block where we
9457   // want to check to see if the pointer is already being loaded or stored
9458   // from/to.  If so, the previous load or store would have already trapped,
9459   // so there is no harm doing an extra load (also, CSE will later eliminate
9460   // the load entirely).
9461   BasicBlock::iterator BBI = ScanFrom, E = ScanFrom->getParent()->begin();
9462
9463   while (BBI != E) {
9464     --BBI;
9465
9466     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
9467       if (LI->getOperand(0) == V) return true;
9468     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
9469       if (SI->getOperand(1) == V) return true;
9470
9471   }
9472   return false;
9473 }
9474
9475 /// GetUnderlyingObject - Trace through a series of getelementptrs and bitcasts
9476 /// until we find the underlying object a pointer is referring to or something
9477 /// we don't understand.  Note that the returned pointer may be offset from the
9478 /// input, because we ignore GEP indices.
9479 static Value *GetUnderlyingObject(Value *Ptr) {
9480   while (1) {
9481     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr)) {
9482       if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast ||
9483           CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
9484         Ptr = CE->getOperand(0);
9485       else
9486         return Ptr;
9487     } else if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Ptr)) {
9488       Ptr = BCI->getOperand(0);
9489     } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr)) {
9490       Ptr = GEP->getOperand(0);
9491     } else {
9492       return Ptr;
9493     }
9494   }
9495 }
9496
9497 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
9498   Value *Op = LI.getOperand(0);
9499
9500   // Attempt to improve the alignment.
9501   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Op, TD);
9502   if (KnownAlign > LI.getAlignment())
9503     LI.setAlignment(KnownAlign);
9504
9505   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
9506   if (isa<CastInst>(Op))
9507     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
9508       return Res;
9509
9510   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
9511   if (LI.isVolatile()) return 0;
9512   
9513   if (&LI.getParent()->front() != &LI) {
9514     BasicBlock::iterator BBI = &LI; --BBI;
9515     // If the instruction immediately before this is a store to the same
9516     // address, do a simple form of store->load forwarding.
9517     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
9518       if (SI->getOperand(1) == LI.getOperand(0))
9519         return ReplaceInstUsesWith(LI, SI->getOperand(0));
9520     if (LoadInst *LIB = dyn_cast<LoadInst>(BBI))
9521       if (LIB->getOperand(0) == LI.getOperand(0))
9522         return ReplaceInstUsesWith(LI, LIB);
9523   }
9524
9525   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
9526     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
9527     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
9528     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) &&
9529         cast<PointerType>(GEPI0->getType())->getAddressSpace() == 0) {
9530       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
9531       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
9532       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
9533       // CFG.
9534       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
9535                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
9536       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
9537     }
9538   } 
9539
9540   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
9541     // load null/undef -> undef
9542     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
9543     if (isa<UndefValue>(C) || (C->isNullValue() && 
9544         cast<PointerType>(Op->getType())->getAddressSpace() == 0)) {
9545       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
9546       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
9547       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
9548       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
9549                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
9550       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
9551     }
9552
9553     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
9554     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
9555       if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
9556         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
9557
9558     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
9559     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op))
9560       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
9561         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
9562           if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
9563             if (Constant *V = 
9564                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
9565               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
9566         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
9567           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
9568           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
9569           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
9570           // CFG.
9571           new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
9572                         Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
9573           return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
9574         }
9575
9576       } else if (CE->isCast()) {
9577         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
9578           return Res;
9579       }
9580   }
9581     
9582   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
9583   // is all undef or zero, we know what it loads.
9584   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GetUnderlyingObject(Op))) {
9585     if (GV->isConstant() && GV->hasInitializer()) {
9586       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
9587         return ReplaceInstUsesWith(LI, Constant::getNullValue(LI.getType()));
9588       else if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
9589         return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
9590     }
9591   }
9592
9593   if (Op->hasOneUse()) {
9594     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
9595     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
9596     // exposes redundancy in the code.
9597     //
9598     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
9599     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
9600     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
9601     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
9602     // unconditionally.
9603     //
9604     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
9605       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
9606       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
9607           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
9608         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
9609                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
9610         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
9611                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
9612         return new SelectInst(SI->getCondition(), V1, V2);
9613       }
9614
9615       // load (select (cond, null, P)) -> load P
9616       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
9617         if (C->isNullValue()) {
9618           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
9619           return &LI;
9620         }
9621
9622       // load (select (cond, P, null)) -> load P
9623       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
9624         if (C->isNullValue()) {
9625           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
9626           return &LI;
9627         }
9628     }
9629   }
9630   return 0;
9631 }
9632
9633 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
9634 /// when possible.
9635 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
9636   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
9637   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
9638
9639   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
9640   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
9641     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9642
9643     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
9644       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
9645       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
9646       // constants.
9647       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
9648         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
9649           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
9650             Value* Idxs[2];
9651             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9652             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
9653             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
9654             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9655           }
9656
9657       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
9658           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
9659                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
9660
9661         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
9662         // the same size.  Instead of casting the pointer before 
9663         // the store, cast the value to be stored.
9664         Value *NewCast;
9665         Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
9666         Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
9667         const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
9668         const Type* CastDstTy = SrcPTy;
9669         if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
9670           if (CastSrcTy->isInteger())
9671             opcode = Instruction::IntToPtr;
9672         } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
9673           if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
9674             opcode = Instruction::PtrToInt;
9675         }
9676         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
9677           NewCast = ConstantExpr::getCast(opcode, C, CastDstTy);
9678         else
9679           NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
9680             CastInst::create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
9681             SI);
9682         return new StoreInst(NewCast, CastOp);
9683       }
9684     }
9685   }
9686   return 0;
9687 }
9688
9689 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
9690   Value *Val = SI.getOperand(0);
9691   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
9692
9693   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
9694     EraseInstFromFunction(SI);
9695     ++NumCombined;
9696     return 0;
9697   }
9698   
9699   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
9700   // alloca dead.
9701   if (Ptr->hasOneUse()) {
9702     if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
9703       EraseInstFromFunction(SI);
9704       ++NumCombined;
9705       return 0;
9706     }
9707     
9708     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
9709       if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) &&
9710           GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
9711         EraseInstFromFunction(SI);
9712         ++NumCombined;
9713         return 0;
9714       }
9715   }
9716
9717   // Attempt to improve the alignment.
9718   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr, TD);
9719   if (KnownAlign > SI.getAlignment())
9720     SI.setAlignment(KnownAlign);
9721
9722   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consequtive
9723   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
9724   // situation often occurs with bitfield accesses.
9725   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
9726   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
9727        --ScanInsts) {
9728     --BBI;
9729     
9730     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
9731       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
9732       if (!PrevSI->isVolatile() && PrevSI->getOperand(1) == SI.getOperand(1)) {
9733         ++NumDeadStore;
9734         ++BBI;
9735         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
9736         continue;
9737       }
9738       break;
9739     }
9740     
9741     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
9742     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
9743     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
9744     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
9745       if (LI == Val && LI->getOperand(0) == Ptr && !SI.isVolatile()) {
9746         EraseInstFromFunction(SI);
9747         ++NumCombined;
9748         return 0;
9749       }
9750       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
9751       // may not be dead.
9752       break;
9753     }
9754     
9755     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
9756     if (BBI->mayWriteToMemory())
9757       break;
9758   }
9759   
9760   
9761   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
9762
9763   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
9764   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
9765     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
9766       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
9767       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
9768         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
9769       ++NumCombined;
9770     }
9771     return 0;  // Do not modify these!
9772   }
9773
9774   // store undef, Ptr -> noop
9775   if (isa<UndefValue>(Val)) {
9776     EraseInstFromFunction(SI);
9777     ++NumCombined;
9778     return 0;
9779   }
9780
9781   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
9782   // source instead.
9783   if (isa<CastInst>(Ptr))
9784     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
9785       return Res;
9786   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
9787     if (CE->isCast())
9788       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
9789         return Res;
9790
9791   
9792   // If this store is the last instruction in the basic block, and if the block
9793   // ends with an unconditional branch, try to move it to the successor block.
9794   BBI = &SI; ++BBI;
9795   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
9796     if (BI->isUnconditional())
9797       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
9798         return 0;  // xform done!
9799   
9800   return 0;
9801 }
9802
9803 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
9804 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
9805 /// into a phi node with a store in the successor.
9806 ///
9807 /// Simplify things like:
9808 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
9809 /// into a phi node with a store in the successor.
9810 ///
9811 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
9812   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
9813   
9814   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
9815   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
9816   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
9817   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
9818   
9819   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
9820   // the other predecessor.
9821   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
9822   BasicBlock *OtherBB = 0;
9823   if (*PI != StoreBB)
9824     OtherBB = *PI;
9825   ++PI;
9826   if (PI == pred_end(DestBB))
9827     return false;
9828   
9829   if (*PI != StoreBB) {
9830     if (OtherBB)
9831       return false;
9832     OtherBB = *PI;
9833   }
9834   if (++PI != pred_end(DestBB))
9835     return false;
9836   
9837   
9838   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
9839   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
9840   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
9841   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
9842     return false;
9843   
9844   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
9845   // else' case.  there is an instruction before the branch.
9846   StoreInst *OtherStore = 0;
9847   if (OtherBr->isUnconditional()) {
9848     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
9849     --BBI;
9850     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
9851     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
9852       return false;
9853   } else {
9854     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
9855     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
9856     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
9857         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
9858       return false;
9859     
9860     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
9861     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
9862     // lives in OtherBB.
9863     for (;; --BBI) {
9864       // Check to see if we find the matching store.
9865       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
9866         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
9867           return false;
9868         break;
9869       }
9870       // If we find something that may be using the stored value, or if we run
9871       // out of instructions, we can't do the xform.
9872       if (isa<LoadInst>(BBI) || BBI->mayWriteToMemory() ||
9873           BBI == OtherBB->begin())
9874         return false;
9875     }
9876     
9877     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
9878     // make sure nothing reads the stored value in StoreBB.
9879     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
9880       // FIXME: This should really be AA driven.
9881       if (isa<LoadInst>(I) || I->mayWriteToMemory())
9882         return false;
9883     }
9884   }
9885   
9886   // Insert a PHI node now if we need it.
9887   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
9888   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
9889     PHINode *PN = new PHINode(MergedVal->getType(), "storemerge");
9890     PN->reserveOperandSpace(2);
9891     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
9892     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
9893     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
9894   }
9895   
9896   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
9897   // insert it.
9898   BBI = DestBB->begin();
9899   while (isa<PHINode>(BBI)) ++BBI;
9900   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
9901                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
9902   
9903   // Nuke the old stores.
9904   EraseInstFromFunction(SI);
9905   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
9906   ++NumCombined;
9907   return true;
9908 }
9909
9910
9911 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
9912   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
9913   Value *X = 0;
9914   BasicBlock *TrueDest;
9915   BasicBlock *FalseDest;
9916   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
9917       !isa<Constant>(X)) {
9918     // Swap Destinations and condition...
9919     BI.setCondition(X);
9920     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
9921     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
9922     return &BI;
9923   }
9924
9925   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
9926   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
9927   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
9928                              TrueDest, FalseDest)))
9929     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
9930          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
9931       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
9932       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
9933       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
9934       NewSCC->takeName(I);
9935       // Swap Destinations and condition...
9936       BI.setCondition(NewSCC);
9937       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
9938       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
9939       RemoveFromWorkList(I);
9940       I->eraseFromParent();
9941       AddToWorkList(NewSCC);
9942       return &BI;
9943     }
9944
9945   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
9946   ICmpInst::Predicate IPred;
9947   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
9948                       TrueDest, FalseDest)))
9949     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
9950          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
9951          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
9952       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
9953       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
9954       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
9955       NewSCC->takeName(I);
9956       // Swap Destinations and condition...
9957       BI.setCondition(NewSCC);
9958       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
9959       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
9960       RemoveFromWorkList(I);
9961       I->eraseFromParent();;
9962       AddToWorkList(NewSCC);
9963       return &BI;
9964     }
9965
9966   return 0;
9967 }
9968
9969 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
9970   Value *Cond = SI.getCondition();
9971   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
9972     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
9973       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
9974         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
9975         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
9976           SI.setOperand(i,ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
9977                                                 AddRHS));
9978         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
9979         AddToWorkList(I);
9980         return &SI;
9981       }
9982   }
9983   return 0;
9984 }
9985
9986 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
9987 /// is to leave as a vector operation.
9988 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
9989   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
9990     return true;
9991   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
9992     if (isConstant) return true;
9993     // If all elts are the same, we can extract.
9994     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
9995     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
9996       if (C->getOperand(i) != Op0)
9997         return false;
9998     return true;
9999   }
10000   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
10001   if (!I) return false;
10002   
10003   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
10004   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
10005   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
10006       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
10007     return true;
10008   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
10009     return true;
10010   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
10011     if (BO->hasOneUse() &&
10012         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
10013          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
10014       return true;
10015   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
10016     if (CI->hasOneUse() &&
10017         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
10018          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
10019       return true;
10020   
10021   return false;
10022 }
10023
10024 /// Read and decode a shufflevector mask.
10025 ///
10026 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
10027 /// elements in the input.
10028 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
10029   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
10030   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
10031     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
10032   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
10033     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
10034
10035   std::vector<unsigned> Result;
10036   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
10037   for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
10038     if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i)))
10039       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
10040     else
10041       Result.push_back(cast<ConstantInt>(CP->getOperand(i))->getZExtValue());
10042   return Result;
10043 }
10044
10045 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
10046 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
10047 /// extracted from the vector.
10048 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
10049   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
10050   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
10051   unsigned Width = PTy->getNumElements();
10052   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
10053     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
10054   
10055   if (isa<UndefValue>(V))
10056     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
10057   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
10058     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
10059   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
10060     return CP->getOperand(EltNo);
10061   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
10062     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
10063     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
10064       return 0;
10065     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
10066     
10067     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
10068     // inserted value.
10069     if (EltNo == IIElt) 
10070       return III->getOperand(1);
10071     
10072     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
10073     // vector input.
10074     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
10075   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
10076     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
10077     if (InEl < Width)
10078       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
10079     else if (InEl < Width*2)
10080       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - Width);
10081     else
10082       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
10083   }
10084   
10085   // Otherwise, we don't know.
10086   return 0;
10087 }
10088
10089 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
10090
10091   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
10092   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
10093     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
10094
10095   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
10096   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
10097     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
10098   
10099   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
10100     // If vector val is constant with uniform operands, replace EI
10101     // with that operand
10102     Constant *op0 = C->getOperand(0);
10103     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
10104       if (C->getOperand(i) != op0) {
10105         op0 = 0; 
10106         break;
10107       }
10108     if (op0)
10109       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
10110   }
10111   
10112   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
10113   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
10114   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
10115     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
10116     unsigned VectorWidth = 
10117       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
10118       
10119     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
10120     // crashing the code below.
10121     if (IndexVal >= VectorWidth)
10122       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
10123     
10124     // This instruction only demands the single element from the input vector.
10125     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
10126     // property.
10127     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
10128       uint64_t UndefElts;
10129       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
10130                                                 1 << IndexVal,
10131                                                 UndefElts)) {
10132         EI.setOperand(0, V);
10133         return &EI;
10134       }
10135     }
10136     
10137     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
10138       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
10139     
10140     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
10141     // the same number of elements, see if we can find the source element from
10142     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
10143     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
10144       if (const VectorType *VT = 
10145               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
10146         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
10147           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
10148             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
10149     }
10150   }
10151   
10152   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
10153     if (I->hasOneUse()) {
10154       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
10155       // profitable to do so
10156       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
10157         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
10158         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
10159           ExtractElementInst *newEI0 = 
10160             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
10161                                    EI.getName()+".lhs");
10162           ExtractElementInst *newEI1 =
10163             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
10164                                    EI.getName()+".rhs");
10165           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
10166           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
10167           return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
10168         }
10169       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
10170         unsigned AS = 
10171           cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
10172         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(I->getOperand(0),
10173                                          PointerType::get(EI.getType(), AS),EI);
10174         GetElementPtrInst *GEP = 
10175           new GetElementPtrInst(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName() + ".gep");
10176         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
10177         return new LoadInst(GEP);
10178       }
10179     }
10180     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
10181       // Extracting the inserted element?
10182       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
10183         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
10184       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
10185       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
10186       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
10187           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
10188         AddUsesToWorkList(EI);
10189         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
10190         return &EI;
10191       }
10192     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
10193       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
10194       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
10195       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
10196         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
10197         Value *Src;
10198         if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements())
10199           Src = SVI->getOperand(0);
10200         else if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements()*2) {
10201           SrcIdx -= SVI->getType()->getNumElements();
10202           Src = SVI->getOperand(1);
10203         } else {
10204           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
10205         }
10206         return new ExtractElementInst(Src, SrcIdx);
10207       }
10208     }
10209   }
10210   return 0;
10211 }
10212
10213 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
10214 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
10215 /// Otherwise, return false.
10216 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
10217                                          std::vector<Constant*> &Mask) {
10218   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
10219          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
10220   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
10221
10222   if (isa<UndefValue>(V)) {
10223     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10224     return true;
10225   } else if (V == LHS) {
10226     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
10227       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
10228     return true;
10229   } else if (V == RHS) {
10230     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
10231       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i+NumElts));
10232     return true;
10233   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
10234     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
10235     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
10236     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
10237     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
10238     
10239     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
10240       return false;
10241     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
10242     
10243     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
10244       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
10245       // transitively ok.
10246       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
10247         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
10248         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::Int32Ty);
10249         return true;
10250       }      
10251     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
10252       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
10253           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
10254         unsigned ExtractedIdx =
10255           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
10256         
10257         // This must be extracting from either LHS or RHS.
10258         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
10259           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
10260           // transitively ok.
10261           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
10262             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
10263             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
10264               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
10265                  ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
10266             } else {
10267               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
10268               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
10269                 ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
10270               
10271             }
10272             return true;
10273           }
10274         }
10275       }
10276     }
10277   }
10278   // TODO: Handle shufflevector here!
10279   
10280   return false;
10281 }
10282
10283 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
10284 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
10285 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
10286 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
10287                                      Value *&RHS) {
10288   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
10289          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
10290          "Invalid shuffle!");
10291   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
10292
10293   if (isa<UndefValue>(V)) {
10294     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10295     return V;
10296   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
10297     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0));
10298     return V;
10299   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
10300     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
10301     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
10302     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
10303     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
10304     
10305     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
10306       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
10307           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
10308         unsigned ExtractedIdx =
10309           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
10310         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
10311         
10312         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
10313         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
10314         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
10315           RHS = EI->getOperand(0);
10316           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
10317           Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
10318             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
10319           return V;
10320         }
10321         
10322         if (VecOp == RHS) {
10323           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
10324           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
10325           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
10326             if (i != InsertedIdx)
10327               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+i);
10328           }
10329           return V;
10330         }
10331         
10332         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
10333         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
10334         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
10335           return EI->getOperand(0);
10336         
10337       }
10338     }
10339   }
10340   // TODO: Handle shufflevector here!
10341   
10342   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
10343   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
10344     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
10345   return V;
10346 }
10347
10348 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
10349   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
10350   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
10351   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
10352   
10353   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
10354   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
10355     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
10356   
10357   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
10358   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
10359   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
10360     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
10361         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
10362       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
10363       unsigned ExtractedIdx =
10364         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
10365       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
10366       
10367       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
10368         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
10369       
10370       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
10371         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
10372       
10373       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
10374       // back into the same place, just use the input vector.
10375       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
10376         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
10377       
10378       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
10379       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
10380       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
10381       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
10382       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
10383         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
10384         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
10385         // Build a new shuffle mask.
10386         std::vector<Constant*> Mask;
10387         if (isa<UndefValue>(VecOp))
10388           Mask.assign(NumVectorElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10389         else {
10390           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
10391           Mask.assign(NumVectorElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
10392                                                        NumVectorElts));
10393         } 
10394         Mask[InsertedIdx] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
10395         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
10396                                      ConstantVector::get(Mask));
10397       }
10398       
10399       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
10400       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
10401       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
10402         std::vector<Constant*> Mask;
10403         Value *RHS = 0;
10404         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
10405         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
10406         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
10407         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
10408       }
10409     }
10410   }
10411
10412   return 0;
10413 }
10414
10415
10416 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
10417   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
10418   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
10419   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
10420
10421   bool MadeChange = false;
10422   
10423   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
10424   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
10425     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
10426   
10427   // If we have shuffle(x, undef, mask) and any elements of mask refer to
10428   // the undef, change them to undefs.
10429   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(1))) {
10430     // Scan to see if there are any references to the RHS.  If so, replace them
10431     // with undef element refs and set MadeChange to true.
10432     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10433       if (Mask[i] >= e && Mask[i] != 2*e) {
10434         Mask[i] = 2*e;
10435         MadeChange = true;
10436       }
10437     }
10438     
10439     if (MadeChange) {
10440       // Remap any references to RHS to use LHS.
10441       std::vector<Constant*> Elts;
10442       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10443         if (Mask[i] == 2*e)
10444           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10445         else
10446           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
10447       }
10448       SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
10449     }
10450   }
10451   
10452   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
10453   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
10454   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
10455     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
10456       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
10457       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
10458     }
10459     
10460     // Remap any references to RHS to use LHS.
10461     std::vector<Constant*> Elts;
10462     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10463       if (Mask[i] >= 2*e)
10464         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10465       else {
10466         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
10467             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS)))
10468           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
10469         else
10470           Mask[i] &= (e-1);  // Force to LHS.
10471         Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
10472       }
10473     }
10474     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
10475     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
10476     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
10477     LHS = SVI.getOperand(0);
10478     RHS = SVI.getOperand(1);
10479     MadeChange = true;
10480   }
10481   
10482   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
10483   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
10484     
10485   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10486     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
10487     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
10488     isLHSID &= (Mask[i] == i);
10489       
10490     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
10491     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
10492   }
10493
10494   // Eliminate identity shuffles.
10495   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
10496   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
10497   
10498   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
10499   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
10500   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
10501   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
10502   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
10503   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
10504   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
10505   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
10506   // (splat(splat)) -> splat.
10507   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
10508     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
10509       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
10510
10511       std::vector<unsigned> NewMask;
10512       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
10513         if (Mask[i] >= 2*e)
10514           NewMask.push_back(2*e);
10515         else
10516           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
10517       
10518       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
10519       // the replacement.
10520       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
10521         std::vector<Constant*> Elts;
10522         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
10523           if (NewMask[i] >= e*2) {
10524             Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10525           } else {
10526             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
10527           }
10528         }
10529         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
10530                                      LHSSVI->getOperand(1),
10531                                      ConstantVector::get(Elts));
10532       }
10533     }
10534   }
10535
10536   return MadeChange ? &SVI : 0;
10537 }
10538
10539
10540
10541
10542 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
10543 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
10544 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
10545 /// end of its block.
10546 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
10547   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
10548
10549   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
10550   if (isa<PHINode>(I) || I->mayWriteToMemory()) return false;
10551
10552   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
10553   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
10554         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
10555     return false;
10556
10557   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
10558   // the end of block that could change the value.
10559   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
10560     for (BasicBlock::iterator Scan = LI, E = LI->getParent()->end();
10561          Scan != E; ++Scan)
10562       if (Scan->mayWriteToMemory())
10563         return false;
10564   }
10565
10566   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->begin();
10567   while (isa<PHINode>(InsertPos)) ++InsertPos;
10568
10569   I->moveBefore(InsertPos);
10570   ++NumSunkInst;
10571   return true;
10572 }
10573
10574
10575 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
10576 /// all reachable code to the worklist.
10577 ///
10578 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
10579 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
10580 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
10581 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
10582 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
10583 ///
10584 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
10585                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
10586                                        InstCombiner &IC,
10587                                        const TargetData *TD) {
10588   std::vector<BasicBlock*> Worklist;
10589   Worklist.push_back(BB);
10590
10591   while (!Worklist.empty()) {
10592     BB = Worklist.back();
10593     Worklist.pop_back();
10594     
10595     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
10596     if (!Visited.insert(BB)) continue;
10597     
10598     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
10599       Instruction *Inst = BBI++;
10600       
10601       // DCE instruction if trivially dead.
10602       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
10603         ++NumDeadInst;
10604         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
10605         Inst->eraseFromParent();
10606         continue;
10607       }
10608       
10609       // ConstantProp instruction if trivially constant.
10610       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD)) {
10611         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
10612         Inst->replaceAllUsesWith(C);
10613         ++NumConstProp;
10614         Inst->eraseFromParent();
10615         continue;
10616       }
10617      
10618       IC.AddToWorkList(Inst);
10619     }
10620
10621     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
10622     // constant, only visit the reachable successor.
10623     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
10624     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
10625       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
10626         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
10627         Worklist.push_back(BI->getSuccessor(!CondVal));
10628         continue;
10629       }
10630     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
10631       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
10632         // See if this is an explicit destination.
10633         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
10634           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
10635             Worklist.push_back(SI->getSuccessor(i));
10636             continue;
10637           }
10638         
10639         // Otherwise it is the default destination.
10640         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
10641         continue;
10642       }
10643     }
10644     
10645     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
10646       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
10647   }
10648 }
10649
10650 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
10651   bool Changed = false;
10652   TD = &getAnalysis<TargetData>();
10653   
10654   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
10655              << F.getNameStr() << "\n");
10656
10657   {
10658     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
10659     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
10660     // track of which blocks we visit.
10661     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
10662     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
10663
10664     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
10665     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
10666     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
10667     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
10668       if (!Visited.count(BB)) {
10669         Instruction *Term = BB->getTerminator();
10670         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
10671           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
10672
10673           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
10674           ++NumDeadInst;
10675
10676           if (!I->use_empty())
10677             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
10678           I->eraseFromParent();
10679         }
10680       }
10681   }
10682
10683   while (!Worklist.empty()) {
10684     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
10685     if (I == 0) continue;  // skip null values.
10686
10687     // Check to see if we can DCE the instruction.
10688     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
10689       // Add operands to the worklist.
10690       if (I->getNumOperands() < 4)
10691         AddUsesToWorkList(*I);
10692       ++NumDeadInst;
10693
10694       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
10695
10696       I->eraseFromParent();
10697       RemoveFromWorkList(I);
10698       continue;
10699     }
10700
10701     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
10702     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD)) {
10703       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
10704
10705       // Add operands to the worklist.
10706       AddUsesToWorkList(*I);
10707       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
10708
10709       ++NumConstProp;
10710       I->eraseFromParent();
10711       RemoveFromWorkList(I);
10712       continue;
10713     }
10714
10715     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
10716     if (I->hasOneUse()) {
10717       BasicBlock *BB = I->getParent();
10718       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
10719       if (UserParent != BB) {
10720         bool UserIsSuccessor = false;
10721         // See if the user is one of our successors.
10722         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
10723           if (*SI == UserParent) {
10724             UserIsSuccessor = true;
10725             break;
10726           }
10727
10728         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
10729         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
10730         // otherwise), we can keep going.
10731         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
10732             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
10733           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
10734           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
10735       }
10736     }
10737
10738     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
10739 #ifndef NDEBUG
10740     std::string OrigI;
10741 #endif
10742     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
10743     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
10744       ++NumCombined;
10745       // Should we replace the old instruction with a new one?
10746       if (Result != I) {
10747         DOUT << "IC: Old = " << *I
10748              << "    New = " << *Result;
10749
10750         // Everything uses the new instruction now.
10751         I->replaceAllUsesWith(Result);
10752
10753         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
10754         AddToWorkList(Result);
10755         AddUsersToWorkList(*Result);
10756
10757         // Move the name to the new instruction first.
10758         Result->takeName(I);
10759
10760         // Insert the new instruction into the basic block...
10761         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
10762         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
10763
10764         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
10765           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
10766             ++InsertPos;
10767
10768         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
10769
10770         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
10771         // use counts.
10772         AddUsesToWorkList(*I);
10773
10774         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
10775         // we do not process an instruction that has been deleted.
10776         RemoveFromWorkList(I);
10777
10778         // Erase the old instruction.
10779         InstParent->getInstList().erase(I);
10780       } else {
10781 #ifndef NDEBUG
10782         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
10783              << "    New = " << *I;
10784 #endif
10785
10786         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
10787         // if so, remove it.
10788         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
10789           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
10790           // use counts.
10791           AddUsesToWorkList(*I);
10792
10793           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
10794           // occurrences of this instruction.
10795           RemoveFromWorkList(I);
10796           I->eraseFromParent();
10797         } else {
10798           AddToWorkList(I);
10799           AddUsersToWorkList(*I);
10800         }
10801       }
10802       Changed = true;
10803     }
10804   }
10805
10806   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
10807     
10808   // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
10809   WorklistMap.clear();
10810   return Changed;
10811 }
10812
10813
10814 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
10815   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
10816   
10817   bool EverMadeChange = false;
10818
10819   // Iterate while there is work to do.
10820   unsigned Iteration = 0;
10821   while (DoOneIteration(F, Iteration++)) 
10822     EverMadeChange = true;
10823   return EverMadeChange;
10824 }
10825
10826 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
10827   return new InstCombiner();
10828 }
10829