Remove 'unwinds to' support from mainline. This patch undoes r47802 r47989
[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/Analysis/ConstantFolding.h"
43 #include "llvm/Target/TargetData.h"
44 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
45 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
46 #include "llvm/Support/CallSite.h"
47 #include "llvm/Support/ConstantRange.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 <climits>
61 #include <sstream>
62 using namespace llvm;
63 using namespace llvm::PatternMatch;
64
65 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
66 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
67 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
68 STATISTIC(NumDeadStore, "Number of dead stores eliminated");
69 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
70
71 namespace {
72   class VISIBILITY_HIDDEN InstCombiner
73     : public FunctionPass,
74       public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
75     // Worklist of all of the instructions that need to be simplified.
76     std::vector<Instruction*> Worklist;
77     DenseMap<Instruction*, unsigned> WorklistMap;
78     TargetData *TD;
79     bool MustPreserveLCSSA;
80   public:
81     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
82     InstCombiner() : FunctionPass((intptr_t)&ID) {}
83
84     /// AddToWorkList - Add the specified instruction to the worklist if it
85     /// isn't already in it.
86     void AddToWorkList(Instruction *I) {
87       if (WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size())))
88         Worklist.push_back(I);
89     }
90     
91     // RemoveFromWorkList - remove I from the worklist if it exists.
92     void RemoveFromWorkList(Instruction *I) {
93       DenseMap<Instruction*, unsigned>::iterator It = WorklistMap.find(I);
94       if (It == WorklistMap.end()) return; // Not in worklist.
95       
96       // Don't bother moving everything down, just null out the slot.
97       Worklist[It->second] = 0;
98       
99       WorklistMap.erase(It);
100     }
101     
102     Instruction *RemoveOneFromWorkList() {
103       Instruction *I = Worklist.back();
104       Worklist.pop_back();
105       WorklistMap.erase(I);
106       return I;
107     }
108
109     
110     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
111     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
112     /// now.
113     ///
114     void AddUsersToWorkList(Value &I) {
115       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
116            UI != UE; ++UI)
117         AddToWorkList(cast<Instruction>(*UI));
118     }
119
120     /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
121     /// the work lists because they might get more simplified now.
122     ///
123     void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
124       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
125         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i)))
126           AddToWorkList(Op);
127     }
128     
129     /// AddSoonDeadInstToWorklist - The specified instruction is about to become
130     /// dead.  Add all of its operands to the worklist, turning them into
131     /// undef's to reduce the number of uses of those instructions.
132     ///
133     /// Return the specified operand before it is turned into an undef.
134     ///
135     Value *AddSoonDeadInstToWorklist(Instruction &I, unsigned op) {
136       Value *R = I.getOperand(op);
137       
138       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
139         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i))) {
140           AddToWorkList(Op);
141           // Set the operand to undef to drop the use.
142           I.setOperand(i, UndefValue::get(Op->getType()));
143         }
144       
145       return R;
146     }
147
148   public:
149     virtual bool runOnFunction(Function &F);
150     
151     bool DoOneIteration(Function &F, unsigned ItNum);
152
153     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
154       AU.addRequired<TargetData>();
155       AU.addPreservedID(LCSSAID);
156       AU.setPreservesCFG();
157     }
158
159     TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
160
161     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
162     // instruction types.  The semantics are as follows:
163     // Return Value:
164     //    null        - No change was made
165     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
166     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
167     //
168     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
169     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
170     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
171     Instruction *visitURem(BinaryOperator &I);
172     Instruction *visitSRem(BinaryOperator &I);
173     Instruction *visitFRem(BinaryOperator &I);
174     Instruction *commonRemTransforms(BinaryOperator &I);
175     Instruction *commonIRemTransforms(BinaryOperator &I);
176     Instruction *commonDivTransforms(BinaryOperator &I);
177     Instruction *commonIDivTransforms(BinaryOperator &I);
178     Instruction *visitUDiv(BinaryOperator &I);
179     Instruction *visitSDiv(BinaryOperator &I);
180     Instruction *visitFDiv(BinaryOperator &I);
181     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
182     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
183     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
184     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
185     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
186     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
187     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
188     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
189     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
190     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
191     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
192                                                 Instruction *LHS,
193                                                 ConstantInt *RHS);
194     Instruction *FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
195                                 ConstantInt *DivRHS);
196
197     Instruction *FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
198                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
199     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
200                                      BinaryOperator &I);
201     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
202     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
203     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
204     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
205     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
206     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
207     Instruction *visitFPTrunc(FPTruncInst &CI);
208     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
209     Instruction *visitFPToUI(CastInst &CI);
210     Instruction *visitFPToSI(CastInst &CI);
211     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
212     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
213     Instruction *visitPtrToInt(CastInst &CI);
214     Instruction *visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI);
215     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
216     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
217                                 Instruction *FI);
218     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &CI);
219     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
220     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
221     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
222     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
223     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
224     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
225     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
226     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
227     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
228     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
229     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
230     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
231     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
232
233     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
234     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
235
236   private:
237     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
238     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
239     Instruction *transformCallThroughTrampoline(CallSite CS);
240     Instruction *transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
241                                    bool DoXform = true);
242
243   public:
244     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
245     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
246     //
247     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
248       assert(New && New->getParent() == 0 &&
249              "New instruction already inserted into a basic block!");
250       BasicBlock *BB = Old.getParent();
251       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
252       AddToWorkList(New);
253       return New;
254     }
255
256     /// InsertCastBefore - Insert a cast of V to TY before the instruction POS.
257     /// This also adds the cast to the worklist.  Finally, this returns the
258     /// cast.
259     Value *InsertCastBefore(Instruction::CastOps opc, Value *V, const Type *Ty,
260                             Instruction &Pos) {
261       if (V->getType() == Ty) return V;
262
263       if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V))
264         return ConstantExpr::getCast(opc, CV, Ty);
265       
266       Instruction *C = CastInst::create(opc, V, Ty, V->getName(), &Pos);
267       AddToWorkList(C);
268       return C;
269     }
270         
271     Value *InsertBitCastBefore(Value *V, const Type *Ty, Instruction &Pos) {
272       return InsertCastBefore(Instruction::BitCast, V, Ty, Pos);
273     }
274
275
276     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
277     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
278     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
279     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
280     // modified.
281     //
282     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
283       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
284       if (&I != V) {
285         I.replaceAllUsesWith(V);
286         return &I;
287       } else {
288         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
289         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
290         I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
291         return &I;
292       }
293     }
294
295     // UpdateValueUsesWith - This method is to be used when an value is
296     // found to be replacable with another preexisting expression or was
297     // updated.  Here we add all uses of I to the worklist, replace all uses of
298     // I with the new value (unless the instruction was just updated), then
299     // return true, so that the inst combiner will know that I was modified.
300     //
301     bool UpdateValueUsesWith(Value *Old, Value *New) {
302       AddUsersToWorkList(*Old);         // Add all modified instrs to worklist
303       if (Old != New)
304         Old->replaceAllUsesWith(New);
305       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Old))
306         AddToWorkList(I);
307       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(New))
308         AddToWorkList(I);
309       return true;
310     }
311     
312     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
313     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
314     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
315     // this function.
316     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
317       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
318       AddUsesToWorkList(I);
319       RemoveFromWorkList(&I);
320       I.eraseFromParent();
321       return 0;  // Don't do anything with FI
322     }
323
324   private:
325     /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
326     /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
327     /// casts that are known to not do anything...
328     ///
329     Value *InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
330                                    Value *V, const Type *DestTy,
331                                    Instruction *InsertBefore);
332
333     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
334     /// commutative operators.
335     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
336
337     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
338     /// most-complex to least-complex order.
339     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
340
341     /// SimplifyDemandedBits - Attempts to replace V with a simpler value based
342     /// on the demanded bits.
343     bool SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
344                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
345                               unsigned Depth = 0);
346
347     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
348                                       uint64_t &UndefElts, unsigned Depth = 0);
349       
350     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
351     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
352     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
353     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
354
355     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
356     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
357     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
358     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
359     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
360     
361     
362     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
363                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
364     
365     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
366                               bool isSub, Instruction &I);
367     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
368                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
369     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocationInst &AI);
370     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
371     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
372     Instruction *SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI);
373
374
375     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
376
377     void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt& KnownZero, 
378                            APInt& KnownOne, unsigned Depth = 0);
379     bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt& Mask, unsigned Depth = 0);
380     bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
381                                     unsigned CastOpc,
382                                     int &NumCastsRemoved);
383     unsigned GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
384                                         unsigned PrefAlign = 0);
385   };
386
387   char InstCombiner::ID = 0;
388   RegisterPass<InstCombiner> X("instcombine", "Combine redundant instructions");
389 }
390
391 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
392 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
393 static unsigned getComplexity(Value *V) {
394   if (isa<Instruction>(V)) {
395     if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
396       return 3;
397     return 4;
398   }
399   if (isa<Argument>(V)) return 3;
400   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
401 }
402
403 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
404 // it.
405 static bool isOnlyUse(Value *V) {
406   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
407 }
408
409 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
410 // though a va_arg area...
411 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
412   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
413     if (ITy->getBitWidth() < 32)
414       return Type::Int32Ty;
415   }
416   return Ty;
417 }
418
419 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst or a constant 
420 /// expression bitcast,  return the operand value, otherwise return null.
421 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
422   if (BitCastInst *I = dyn_cast<BitCastInst>(V))
423     return I->getOperand(0);
424   else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
425     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
426       return CE->getOperand(0);
427   return 0;
428 }
429
430 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
431 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
432 static Instruction::CastOps 
433 isEliminableCastPair(
434   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
435   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
436   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
437   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
438 ) {
439   
440   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
441   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
442
443   // Get the opcodes of the two Cast instructions
444   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
445   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
446
447   return Instruction::CastOps(
448       CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
449                                      DstTy, TD->getIntPtrType()));
450 }
451
452 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
453 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
454 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
455 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
456                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
457   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
458   
459   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
460   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
461     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD)) 
462       return false;
463   return true;
464 }
465
466 /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
467 /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
468 /// casts that are known to not do anything...
469 ///
470 Value *InstCombiner::InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
471                                              Value *V, const Type *DestTy,
472                                              Instruction *InsertBefore) {
473   if (V->getType() == DestTy) return V;
474   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
475     return ConstantExpr::getCast(opcode, C, DestTy);
476   
477   return InsertCastBefore(opcode, V, DestTy, *InsertBefore);
478 }
479
480 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
481 // operators:
482 //
483 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
484 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
485 //     binary operators.
486 //
487 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
488 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
489 //
490 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
491   bool Changed = false;
492   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
493     Changed = !I.swapOperands();
494
495   if (!I.isAssociative()) return Changed;
496   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
497   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
498     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
499       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
500         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
501                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
502                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
503         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
504         I.setOperand(1, Folded);
505         return true;
506       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
507         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
508             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
509           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
510           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
511
512           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
513           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
514           Instruction *New = BinaryOperator::create(Opcode, Op->getOperand(0),
515                                                     Op1->getOperand(0),
516                                                     Op1->getName(), &I);
517           AddToWorkList(New);
518           I.setOperand(0, New);
519           I.setOperand(1, Folded);
520           return true;
521         }
522     }
523   return Changed;
524 }
525
526 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
527 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
528 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
529 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
530   if (getComplexity(I.getOperand(0)) >= getComplexity(I.getOperand(1)))
531     return false;
532   I.swapOperands();
533   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
534   return true;
535 }
536
537 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
538 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
539 //
540 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
541   if (BinaryOperator::isNeg(V))
542     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
543
544   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
545   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
546     return ConstantExpr::getNeg(C);
547   return 0;
548 }
549
550 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
551   if (BinaryOperator::isNot(V))
552     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
553
554   // Constants can be considered to be not'ed values...
555   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
556     return ConstantInt::get(~C->getValue());
557   return 0;
558 }
559
560 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
561 // other computations (because it has a constant operand), return the
562 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
563 // Otherwise, return null.
564 //
565 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
566   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
567     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
568       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
569         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
570           return I->getOperand(0);
571       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
572         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
573           // The multiplier is really 1 << CST.
574           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
575           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
576           CST = ConstantInt::get(APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
577           return I->getOperand(0);
578         }
579     }
580   return 0;
581 }
582
583 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
584 /// expression, return it.
585 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
586   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
587   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
588     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
589       return cast<User>(V);
590   return false;
591 }
592
593 /// getOpcode - If this is an Instruction or a ConstantExpr, return the
594 /// opcode value. Otherwise return UserOp1.
595 static unsigned getOpcode(User *U) {
596   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(U))
597     return I->getOpcode();
598   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(U))
599     return CE->getOpcode();
600   // Use UserOp1 to mean there's no opcode.
601   return Instruction::UserOp1;
602 }
603
604 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
605 static ConstantInt *AddOne(ConstantInt *C) {
606   APInt Val(C->getValue());
607   return ConstantInt::get(++Val);
608 }
609 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
610 static ConstantInt *SubOne(ConstantInt *C) {
611   APInt Val(C->getValue());
612   return ConstantInt::get(--Val);
613 }
614 /// Add - Add two ConstantInts together
615 static ConstantInt *Add(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
616   return ConstantInt::get(C1->getValue() + C2->getValue());
617 }
618 /// And - Bitwise AND two ConstantInts together
619 static ConstantInt *And(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
620   return ConstantInt::get(C1->getValue() & C2->getValue());
621 }
622 /// Subtract - Subtract one ConstantInt from another
623 static ConstantInt *Subtract(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
624   return ConstantInt::get(C1->getValue() - C2->getValue());
625 }
626 /// Multiply - Multiply two ConstantInts together
627 static ConstantInt *Multiply(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
628   return ConstantInt::get(C1->getValue() * C2->getValue());
629 }
630 /// MultiplyOverflows - True if the multiply can not be expressed in an int
631 /// this size.
632 static bool MultiplyOverflows(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2, bool sign) {
633   uint32_t W = C1->getBitWidth();
634   APInt LHSExt = C1->getValue(), RHSExt = C2->getValue();
635   if (sign) {
636     LHSExt.sext(W * 2);
637     RHSExt.sext(W * 2);
638   } else {
639     LHSExt.zext(W * 2);
640     RHSExt.zext(W * 2);
641   }
642
643   APInt MulExt = LHSExt * RHSExt;
644
645   if (sign) {
646     APInt Min = APInt::getSignedMinValue(W).sext(W * 2);
647     APInt Max = APInt::getSignedMaxValue(W).sext(W * 2);
648     return MulExt.slt(Min) || MulExt.sgt(Max);
649   } else 
650     return MulExt.ugt(APInt::getLowBitsSet(W * 2, W));
651 }
652
653 /// ComputeMaskedBits - Determine which of the bits specified in Mask are
654 /// known to be either zero or one and return them in the KnownZero/KnownOne
655 /// bit sets.  This code only analyzes bits in Mask, in order to short-circuit
656 /// processing.
657 /// NOTE: we cannot consider 'undef' to be "IsZero" here.  The problem is that
658 /// we cannot optimize based on the assumption that it is zero without changing
659 /// it to be an explicit zero.  If we don't change it to zero, other code could
660 /// optimized based on the contradictory assumption that it is non-zero.
661 /// Because instcombine aggressively folds operations with undef args anyway,
662 /// this won't lose us code quality.
663 void InstCombiner::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
664                                      APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
665                                      unsigned Depth) {
666   assert(V && "No Value?");
667   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
668   uint32_t BitWidth = Mask.getBitWidth();
669   assert((V->getType()->isInteger() || isa<PointerType>(V->getType())) &&
670          "Not integer or pointer type!");
671   assert((!TD || TD->getTypeSizeInBits(V->getType()) == BitWidth) &&
672          (!isa<IntegerType>(V->getType()) ||
673           V->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == BitWidth) &&
674          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
675          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
676          "V, Mask, KnownOne and KnownZero should have same BitWidth");
677   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
678     // We know all of the bits for a constant!
679     KnownOne = CI->getValue() & Mask;
680     KnownZero = ~KnownOne & Mask;
681     return;
682   }
683   // Null is all-zeros.
684   if (isa<ConstantPointerNull>(V)) {
685     KnownOne.clear();
686     KnownZero = Mask;
687     return;
688   }
689   // The address of an aligned GlobalValue has trailing zeros.
690   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
691     unsigned Align = GV->getAlignment();
692     if (Align == 0 && TD && GV->getType()->getElementType()->isSized()) 
693       Align = TD->getPrefTypeAlignment(GV->getType()->getElementType());
694     if (Align > 0)
695       KnownZero = Mask & APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
696                                               CountTrailingZeros_32(Align));
697     else
698       KnownZero.clear();
699     KnownOne.clear();
700     return;
701   }
702
703   if (Depth == 6 || Mask == 0)
704     return;  // Limit search depth.
705
706   User *I = dyn_cast<User>(V);
707   if (!I) return;
708
709   KnownZero.clear(); KnownOne.clear();   // Don't know anything.
710   APInt KnownZero2(KnownZero), KnownOne2(KnownOne);
711   
712   switch (getOpcode(I)) {
713   default: break;
714   case Instruction::And: {
715     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
716     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
717     APInt Mask2(Mask & ~KnownZero);
718     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
719     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
720     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
721     
722     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
723     KnownOne &= KnownOne2;
724     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
725     KnownZero |= KnownZero2;
726     return;
727   }
728   case Instruction::Or: {
729     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
730     APInt Mask2(Mask & ~KnownOne);
731     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
732     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
733     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
734     
735     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
736     KnownZero &= KnownZero2;
737     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
738     KnownOne |= KnownOne2;
739     return;
740   }
741   case Instruction::Xor: {
742     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
743     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
744     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
745     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
746     
747     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
748     APInt KnownZeroOut = (KnownZero & KnownZero2) | (KnownOne & KnownOne2);
749     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
750     KnownOne = (KnownZero & KnownOne2) | (KnownOne & KnownZero2);
751     KnownZero = KnownZeroOut;
752     return;
753   }
754   case Instruction::Mul: {
755     APInt Mask2 = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
756     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask2, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
757     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
758     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
759     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
760     
761     // If low bits are zero in either operand, output low known-0 bits.
762     // More trickiness is possible, but this is sufficient for the
763     // interesting case of alignment computation.
764     KnownOne.clear();
765     unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes() +
766                       KnownZero2.countTrailingOnes();
767     TrailZ = std::min(TrailZ, BitWidth);
768     KnownZero = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, TrailZ);
769     KnownZero &= Mask;
770     return;
771   }
772   case Instruction::Select:
773     ComputeMaskedBits(I->getOperand(2), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
774     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
775     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
776     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
777
778     // Only known if known in both the LHS and RHS.
779     KnownOne &= KnownOne2;
780     KnownZero &= KnownZero2;
781     return;
782   case Instruction::FPTrunc:
783   case Instruction::FPExt:
784   case Instruction::FPToUI:
785   case Instruction::FPToSI:
786   case Instruction::SIToFP:
787   case Instruction::UIToFP:
788     return; // Can't work with floating point.
789   case Instruction::PtrToInt:
790   case Instruction::IntToPtr:
791     // We can't handle these if we don't know the pointer size.
792     if (!TD) return;
793     // Fall through and handle them the same as zext/trunc.
794   case Instruction::ZExt:
795   case Instruction::Trunc: {
796     // All these have integer operands
797     const Type *SrcTy = I->getOperand(0)->getType();
798     uint32_t SrcBitWidth = TD ?
799       TD->getTypeSizeInBits(SrcTy) :
800       SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
801     APInt MaskIn(Mask);
802     MaskIn.zextOrTrunc(SrcBitWidth);
803     KnownZero.zextOrTrunc(SrcBitWidth);
804     KnownOne.zextOrTrunc(SrcBitWidth);
805     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
806     KnownZero.zextOrTrunc(BitWidth);
807     KnownOne.zextOrTrunc(BitWidth);
808     // Any top bits are known to be zero.
809     if (BitWidth > SrcBitWidth)
810       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
811     return;
812   }
813   case Instruction::BitCast: {
814     const Type *SrcTy = I->getOperand(0)->getType();
815     if (SrcTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcTy)) {
816       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
817       return;
818     }
819     break;
820   }
821   case Instruction::SExt: {
822     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
823     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
824     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
825       
826     APInt MaskIn(Mask); 
827     MaskIn.trunc(SrcBitWidth);
828     KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
829     KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
830     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
831     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
832     KnownZero.zext(BitWidth);
833     KnownOne.zext(BitWidth);
834
835     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
836     // top bits of the result.
837     if (KnownZero[SrcBitWidth-1])             // Input sign bit known zero
838       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
839     else if (KnownOne[SrcBitWidth-1])           // Input sign bit known set
840       KnownOne |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
841     return;
842   }
843   case Instruction::Shl:
844     // (shl X, C1) & C2 == 0   iff   (X & C2 >>u C1) == 0
845     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
846       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
847       APInt Mask2(Mask.lshr(ShiftAmt));
848       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
849       assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
850       KnownZero <<= ShiftAmt;
851       KnownOne  <<= ShiftAmt;
852       KnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt); // low bits known 0
853       return;
854     }
855     break;
856   case Instruction::LShr:
857     // (ushr X, C1) & C2 == 0   iff  (-1 >> C1) & C2 == 0
858     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
859       // Compute the new bits that are at the top now.
860       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
861       
862       // Unsigned shift right.
863       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
864       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne,Depth+1);
865       assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
866       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
867       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
868       // high bits known zero.
869       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
870       return;
871     }
872     break;
873   case Instruction::AShr:
874     // (ashr X, C1) & C2 == 0   iff  (-1 >> C1) & C2 == 0
875     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
876       // Compute the new bits that are at the top now.
877       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
878       
879       // Signed shift right.
880       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
881       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne,Depth+1);
882       assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
883       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
884       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
885         
886       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
887       if (KnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1])    // New bits are known zero.
888         KnownZero |= HighBits;
889       else if (KnownOne[BitWidth-ShiftAmt-1])  // New bits are known one.
890         KnownOne |= HighBits;
891       return;
892     }
893     break;
894   case Instruction::Sub: {
895     if (ConstantInt *CLHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(0))) {
896       // We know that the top bits of C-X are clear if X contains less bits
897       // than C (i.e. no wrap-around can happen).  For example, 20-X is
898       // positive if we can prove that X is >= 0 and < 16.
899       if (!CLHS->getValue().isNegative()) {
900         unsigned NLZ = (CLHS->getValue()+1).countLeadingZeros();
901         // NLZ can't be BitWidth with no sign bit
902         APInt MaskV = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, NLZ+1);
903         ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), MaskV, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
904     
905         // If all of the MaskV bits are known to be zero, then we know the output
906         // top bits are zero, because we now know that the output is from [0-C].
907         if ((KnownZero & MaskV) == MaskV) {
908           unsigned NLZ2 = CLHS->getValue().countLeadingZeros();
909           // Top bits known zero.
910           KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, NLZ2) & Mask;
911           KnownOne = APInt(BitWidth, 0);   // No one bits known.
912         } else {
913           KnownZero = KnownOne = APInt(BitWidth, 0);  // Otherwise, nothing known.
914         }
915         return;
916       }        
917     }
918   }
919   // fall through
920   case Instruction::Add: {
921     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
922     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
923     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
924     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
925     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
926       
927     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the low clear bits
928     // common to both LHS & RHS.  For example, 8+(X<<3) is known to have the
929     // low 3 bits clear.
930     unsigned KnownZeroOut = std::min(KnownZero.countTrailingOnes(), 
931                                      KnownZero2.countTrailingOnes());
932       
933     KnownZero = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, KnownZeroOut);
934     KnownOne = APInt(BitWidth, 0);
935     return;
936   }
937   case Instruction::SRem:
938     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
939       APInt RA = Rem->getValue();
940       if (RA.isPowerOf2() || (-RA).isPowerOf2()) {
941         APInt LowBits = RA.isStrictlyPositive() ? ((RA - 1) | RA) : ~RA;
942         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
943         ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2,KnownZero2,KnownOne2,Depth+1);
944
945         // The sign of a remainder is equal to the sign of the first
946         // operand (zero being positive).
947         if (KnownZero2[BitWidth-1] || ((KnownZero2 & LowBits) == LowBits))
948           KnownZero2 |= ~LowBits;
949         else if (KnownOne2[BitWidth-1])
950           KnownOne2 |= ~LowBits;
951
952         KnownZero |= KnownZero2 & Mask;
953         KnownOne |= KnownOne2 & Mask;
954
955         assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
956       }
957     }
958     break;
959   case Instruction::URem:
960     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
961       APInt RA = Rem->getValue();
962       if (RA.isStrictlyPositive() && RA.isPowerOf2()) {
963         APInt LowBits = (RA - 1) | RA;
964         APInt Mask2 = LowBits & Mask;
965         KnownZero |= ~LowBits & Mask;
966         ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero, KnownOne,Depth+1);
967         assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?");
968       }
969     } else {
970       // Since the result is less than or equal to RHS, any leading zero bits
971       // in RHS must also exist in the result.
972       APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
973       ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), AllOnes, KnownZero2, KnownOne2,
974                         Depth+1);
975
976       uint32_t Leaders = KnownZero2.countLeadingOnes();
977       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & Mask;
978       assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?");
979     }
980     break;
981
982   case Instruction::Alloca:
983   case Instruction::Malloc: {
984     AllocationInst *AI = cast<AllocationInst>(V);
985     unsigned Align = AI->getAlignment();
986     if (Align == 0 && TD) {
987       if (isa<AllocaInst>(AI))
988         Align = TD->getPrefTypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
989       else if (isa<MallocInst>(AI)) {
990         // Malloc returns maximally aligned memory.
991         Align = TD->getABITypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
992         Align =
993           std::max(Align,
994                    (unsigned)TD->getABITypeAlignment(Type::DoubleTy));
995         Align =
996           std::max(Align,
997                    (unsigned)TD->getABITypeAlignment(Type::Int64Ty));
998       }
999     }
1000     
1001     if (Align > 0)
1002       KnownZero = Mask & APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
1003                                               CountTrailingZeros_32(Align));
1004     break;
1005   }
1006   case Instruction::GetElementPtr: {
1007     // Analyze all of the subscripts of this getelementptr instruction
1008     // to determine if we can prove known low zero bits.
1009     APInt LocalMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1010     APInt LocalKnownZero(BitWidth, 0), LocalKnownOne(BitWidth, 0);
1011     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), LocalMask,
1012                       LocalKnownZero, LocalKnownOne, Depth+1);
1013     unsigned TrailZ = LocalKnownZero.countTrailingOnes();
1014
1015     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(I);
1016     for (unsigned i = 1, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
1017       Value *Index = I->getOperand(i);
1018       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
1019         // Handle struct member offset arithmetic.
1020         if (!TD) return;
1021         const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
1022         unsigned Idx = cast<ConstantInt>(Index)->getZExtValue();
1023         uint64_t Offset = SL->getElementOffset(Idx);
1024         TrailZ = std::min(TrailZ,
1025                           CountTrailingZeros_64(Offset));
1026       } else {
1027         // Handle array index arithmetic.
1028         const Type *IndexedTy = GTI.getIndexedType();
1029         if (!IndexedTy->isSized()) return;
1030         unsigned GEPOpiBits = Index->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1031         uint64_t TypeSize = TD ? TD->getABITypeSize(IndexedTy) : 1;
1032         LocalMask = APInt::getAllOnesValue(GEPOpiBits);
1033         LocalKnownZero = LocalKnownOne = APInt(GEPOpiBits, 0);
1034         ComputeMaskedBits(Index, LocalMask,
1035                           LocalKnownZero, LocalKnownOne, Depth+1);
1036         TrailZ = std::min(TrailZ,
1037                           CountTrailingZeros_64(TypeSize) +
1038                             LocalKnownZero.countTrailingOnes());
1039       }
1040     }
1041     
1042     KnownZero = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, TrailZ) & Mask;
1043     break;
1044   }
1045   case Instruction::PHI: {
1046     PHINode *P = cast<PHINode>(I);
1047     // Handle the case of a simple two-predecessor recurrence PHI.
1048     // There's a lot more that could theoretically be done here, but
1049     // this is sufficient to catch some interesting cases.
1050     if (P->getNumIncomingValues() == 2) {
1051       for (unsigned i = 0; i != 2; ++i) {
1052         Value *L = P->getIncomingValue(i);
1053         Value *R = P->getIncomingValue(!i);
1054         User *LU = dyn_cast<User>(L);
1055         unsigned Opcode = LU ? getOpcode(LU) : (unsigned)Instruction::UserOp1;
1056         // Check for operations that have the property that if
1057         // both their operands have low zero bits, the result
1058         // will have low zero bits.
1059         if (Opcode == Instruction::Add ||
1060             Opcode == Instruction::Sub ||
1061             Opcode == Instruction::And ||
1062             Opcode == Instruction::Or ||
1063             Opcode == Instruction::Mul) {
1064           Value *LL = LU->getOperand(0);
1065           Value *LR = LU->getOperand(1);
1066           // Find a recurrence.
1067           if (LL == I)
1068             L = LR;
1069           else if (LR == I)
1070             L = LL;
1071           else
1072             break;
1073           // Ok, we have a PHI of the form L op= R. Check for low
1074           // zero bits.
1075           APInt Mask2 = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1076           ComputeMaskedBits(R, Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
1077           Mask2 = APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
1078                                        KnownZero2.countTrailingOnes());
1079           KnownOne2.clear();
1080           KnownZero2.clear();
1081           ComputeMaskedBits(L, Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
1082           KnownZero = Mask &
1083                       APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
1084                                            KnownZero2.countTrailingOnes());
1085           break;
1086         }
1087       }
1088     }
1089     break;
1090   }
1091   }
1092 }
1093
1094 /// MaskedValueIsZero - Return true if 'V & Mask' is known to be zero.  We use
1095 /// this predicate to simplify operations downstream.  Mask is known to be zero
1096 /// for bits that V cannot have.
1097 bool InstCombiner::MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt& Mask,
1098                                      unsigned Depth) {
1099   APInt KnownZero(Mask.getBitWidth(), 0), KnownOne(Mask.getBitWidth(), 0);
1100   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, Depth);
1101   assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
1102   return (KnownZero & Mask) == Mask;
1103 }
1104
1105 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
1106 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
1107 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
1108 /// constant and return true.
1109 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
1110                                    APInt Demanded) {
1111   assert(I && "No instruction?");
1112   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
1113
1114   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
1115   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
1116   if (!OpC) return false;
1117
1118   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
1119   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
1120   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
1121     return false;
1122
1123   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
1124   Demanded &= OpC->getValue();
1125   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(Demanded));
1126   return true;
1127 }
1128
1129 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
1130 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
1131 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
1132 // min/max.
1133 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
1134                                                    const APInt& KnownZero,
1135                                                    const APInt& KnownOne,
1136                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
1137   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
1138   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
1139          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
1140          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() == BitWidth &&
1141          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
1142   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
1143
1144   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
1145   // bit if it is unknown.
1146   Min = KnownOne;
1147   Max = KnownOne|UnknownBits;
1148   
1149   if (UnknownBits[BitWidth-1]) { // Sign bit is unknown
1150     Min.set(BitWidth-1);
1151     Max.clear(BitWidth-1);
1152   }
1153 }
1154
1155 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
1156 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
1157 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
1158 // min/max.
1159 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
1160                                                      const APInt &KnownZero,
1161                                                      const APInt &KnownOne,
1162                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
1163   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(); BitWidth = BitWidth;
1164   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
1165          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
1166          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() &&
1167          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
1168   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
1169   
1170   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
1171   Min = KnownOne;
1172   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
1173   Max = KnownOne|UnknownBits;
1174 }
1175
1176 /// SimplifyDemandedBits - This function attempts to replace V with a simpler
1177 /// value based on the demanded bits. When this function is called, it is known
1178 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
1179 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
1180 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
1181 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
1182 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
1183 /// to be one in the expression. KnownZero contains all the bits that are known
1184 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
1185 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
1186 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
1187 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
1188 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
1189 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
1190 /// and KnownOne must all be the same.
1191 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask,
1192                                         APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
1193                                         unsigned Depth) {
1194   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
1195   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
1196   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
1197   const IntegerType *VTy = cast<IntegerType>(V->getType());
1198   assert(VTy->getBitWidth() == BitWidth && 
1199          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
1200          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
1201          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne \
1202           must have same BitWidth");
1203   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
1204     // We know all of the bits for a constant!
1205     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
1206     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
1207     return false;
1208   }
1209   
1210   KnownZero.clear(); 
1211   KnownOne.clear();
1212   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
1213     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
1214       // Just compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
1215       ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
1216       return false;
1217     }
1218     // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
1219     // just set the DemandedMask to all bits.
1220     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1221   } else if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
1222     if (V != UndefValue::get(VTy))
1223       return UpdateValueUsesWith(V, UndefValue::get(VTy));
1224     return false;
1225   } else if (Depth == 6) {        // Limit search depth.
1226     return false;
1227   }
1228   
1229   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1230   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
1231
1232   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
1233   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
1234   switch (I->getOpcode()) {
1235   default: break;
1236   case Instruction::And:
1237     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
1238     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
1239                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1240       return true;
1241     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1242            "Bits known to be one AND zero?"); 
1243
1244     // If something is known zero on the RHS, the bits aren't demanded on the
1245     // LHS.
1246     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
1247                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1248       return true;
1249     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1250            "Bits known to be one AND zero?"); 
1251
1252     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
1253     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
1254     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
1255         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
1256       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1257     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
1258         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
1259       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1260     
1261     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
1262     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
1263       return UpdateValueUsesWith(I, Constant::getNullValue(VTy));
1264       
1265     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1266     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
1267       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1268       
1269     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
1270     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
1271     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
1272     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
1273     break;
1274   case Instruction::Or:
1275     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
1276     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
1277                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1278       return true;
1279     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1280            "Bits known to be one AND zero?"); 
1281     // If something is known one on the RHS, the bits aren't demanded on the
1282     // LHS.
1283     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
1284                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1285       return true;
1286     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1287            "Bits known to be one AND zero?"); 
1288     
1289     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1290     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
1291     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
1292         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
1293       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1294     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
1295         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
1296       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1297
1298     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
1299     // the other side, just use the 'other' side.
1300     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
1301         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
1302       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1303     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
1304         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
1305       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1306         
1307     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1308     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1309       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1310           
1311     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
1312     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1313     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
1314     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
1315     break;
1316   case Instruction::Xor: {
1317     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
1318                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1319       return true;
1320     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1321            "Bits known to be one AND zero?"); 
1322     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
1323                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1324       return true;
1325     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1326            "Bits known to be one AND zero?"); 
1327     
1328     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1329     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
1330     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
1331       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1332     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
1333       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1334     
1335     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
1336     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
1337                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
1338     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
1339     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
1340                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
1341     
1342     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
1343     // other, turn this into an *inclusive* or.
1344     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
1345     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
1346       Instruction *Or =
1347         BinaryOperator::createOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1348                                  I->getName());
1349       InsertNewInstBefore(Or, *I);
1350       return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1351     }
1352     
1353     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
1354     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
1355     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
1356     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
1357     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
1358       // all known
1359       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
1360         Constant *AndC = ConstantInt::get(~RHSKnownOne & DemandedMask);
1361         Instruction *And = 
1362           BinaryOperator::createAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
1363         InsertNewInstBefore(And, *I);
1364         return UpdateValueUsesWith(I, And);
1365       }
1366     }
1367     
1368     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1369     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
1370     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1371       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1372     
1373     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
1374     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
1375     break;
1376   }
1377   case Instruction::Select:
1378     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(2), DemandedMask,
1379                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1380       return true;
1381     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
1382                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1383       return true;
1384     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1385            "Bits known to be one AND zero?"); 
1386     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1387            "Bits known to be one AND zero?"); 
1388     
1389     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
1390     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1391       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1392     if (ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
1393       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1394     
1395     // Only known if known in both the LHS and RHS.
1396     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
1397     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1398     break;
1399   case Instruction::Trunc: {
1400     uint32_t truncBf = 
1401       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
1402     DemandedMask.zext(truncBf);
1403     RHSKnownZero.zext(truncBf);
1404     RHSKnownOne.zext(truncBf);
1405     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
1406                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1407       return true;
1408     DemandedMask.trunc(BitWidth);
1409     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
1410     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
1411     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1412            "Bits known to be one AND zero?"); 
1413     break;
1414   }
1415   case Instruction::BitCast:
1416     if (!I->getOperand(0)->getType()->isInteger())
1417       return false;
1418       
1419     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1420                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1421       return true;
1422     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1423            "Bits known to be one AND zero?"); 
1424     break;
1425   case Instruction::ZExt: {
1426     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1427     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1428     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1429     
1430     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1431     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1432     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1433     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1434                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1435       return true;
1436     DemandedMask.zext(BitWidth);
1437     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1438     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1439     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1440            "Bits known to be one AND zero?"); 
1441     // The top bits are known to be zero.
1442     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1443     break;
1444   }
1445   case Instruction::SExt: {
1446     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1447     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1448     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1449     
1450     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1451                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1452
1453     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1454     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1455     // bit is demanded.
1456     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1457       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1458       
1459     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1460     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1461     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1462     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InputDemandedBits,
1463                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1464       return true;
1465     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1466     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1467     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1468     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1469            "Bits known to be one AND zero?"); 
1470       
1471     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1472     // top bits of the result.
1473
1474     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1475     // convert this into a zero extension.
1476     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits)
1477     {
1478       // Convert to ZExt cast
1479       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName(), I);
1480       return UpdateValueUsesWith(I, NewCast);
1481     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1482       RHSKnownOne |= NewBits;
1483     }
1484     break;
1485   }
1486   case Instruction::Add: {
1487     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1488     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1489     // either.
1490     uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1491       
1492     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1493     // we can do.
1494     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1495       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1496       // won't work if the RHS is zero.
1497       if (RHS->isZero())
1498         break;
1499       
1500       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1501       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1502       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1503
1504       // Find information about known zero/one bits in the input.
1505       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InDemandedBits, 
1506                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1507         return true;
1508
1509       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1510       // the constant.
1511       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
1512         return UpdateValueUsesWith(I, I);
1513       
1514       // Avoid excess work.
1515       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1516         break;
1517       
1518       // Turn it into OR if input bits are zero.
1519       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1520         Instruction *Or =
1521           BinaryOperator::createOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1522                                    I->getName());
1523         InsertNewInstBefore(Or, *I);
1524         return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1525       }
1526       
1527       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1528       // depending on potential carries from the input constant and the
1529       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1530       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1531       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1532       
1533       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1534       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1535       // this scan.
1536       const APInt& RHSVal = RHS->getValue();
1537       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1538       
1539       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1540       
1541       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1542       // other, and there is no input carry.
1543       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1544                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1545       
1546       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1547       // is no input carry.
1548       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1549     } else {
1550       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1551       // the high bits of its LHS or RHS.
1552       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1553         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1554         // significant bit and all those below it.
1555         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1556         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1557                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1558           return true;
1559         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1560                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1561           return true;
1562       }
1563     }
1564     break;
1565   }
1566   case Instruction::Sub:
1567     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1568     // the high bits of its LHS or RHS.
1569     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1570       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1571       // significant bit and all those below it.
1572       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1573       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1574       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1575                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1576         return true;
1577       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1578                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1579         return true;
1580     }
1581     break;
1582   case Instruction::Shl:
1583     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1584       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1585       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1586       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn, 
1587                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1588         return true;
1589       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1590              "Bits known to be one AND zero?"); 
1591       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1592       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1593       // low bits known zero.
1594       if (ShiftAmt)
1595         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1596     }
1597     break;
1598   case Instruction::LShr:
1599     // For a logical shift right
1600     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1601       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1602       
1603       // Unsigned shift right.
1604       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1605       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn,
1606                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1607         return true;
1608       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1609              "Bits known to be one AND zero?"); 
1610       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1611       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1612       if (ShiftAmt) {
1613         // Compute the new bits that are at the top now.
1614         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1615         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1616       }
1617     }
1618     break;
1619   case Instruction::AShr:
1620     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1621     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1622     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1623     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1624     if (DemandedMask == 1) {
1625       // Perform the logical shift right.
1626       Value *NewVal = BinaryOperator::createLShr(
1627                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1628       InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1629       return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1630     }    
1631
1632     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1633     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1634     if (DemandedMask.isSignBit())
1635       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1636     
1637     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1638       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1639       
1640       // Signed shift right.
1641       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1642       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1643       // demanded.
1644       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1645         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1646       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0),
1647                                DemandedMaskIn,
1648                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1649         return true;
1650       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1651              "Bits known to be one AND zero?"); 
1652       // Compute the new bits that are at the top now.
1653       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1654       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1655       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1656         
1657       // Handle the sign bits.
1658       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1659       // Adjust to where it is now in the mask.
1660       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1661         
1662       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1663       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1664       if (RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1665           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1666         // Perform the logical shift right.
1667         Value *NewVal = BinaryOperator::createLShr(
1668                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1669         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1670         return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1671       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1672         RHSKnownOne |= HighBits;
1673       }
1674     }
1675     break;
1676   case Instruction::SRem:
1677     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1678       APInt RA = Rem->getValue();
1679       if (RA.isPowerOf2() || (-RA).isPowerOf2()) {
1680         APInt LowBits = RA.isStrictlyPositive() ? (RA - 1) | RA : ~RA;
1681         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
1682         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), Mask2,
1683                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1684           return true;
1685
1686         if (LHSKnownZero[BitWidth-1] || ((LHSKnownZero & LowBits) == LowBits))
1687           LHSKnownZero |= ~LowBits;
1688         else if (LHSKnownOne[BitWidth-1])
1689           LHSKnownOne |= ~LowBits;
1690
1691         KnownZero |= LHSKnownZero & DemandedMask;
1692         KnownOne |= LHSKnownOne & DemandedMask;
1693
1694         assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
1695       }
1696     }
1697     break;
1698   case Instruction::URem:
1699     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1700       APInt RA = Rem->getValue();
1701       if (RA.isPowerOf2()) {
1702         APInt LowBits = (RA - 1) | RA;
1703         APInt Mask2 = LowBits & DemandedMask;
1704         KnownZero |= ~LowBits & DemandedMask;
1705         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), Mask2,
1706                                  KnownZero, KnownOne, Depth+1))
1707           return true;
1708
1709         assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
1710       }
1711     } else {
1712       APInt KnownZero2(BitWidth, 0), KnownOne2(BitWidth, 0);
1713       APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1714       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), AllOnes,
1715                                KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1716         return true;
1717
1718       uint32_t Leaders = KnownZero2.countLeadingOnes();
1719       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & DemandedMask;
1720     }
1721     break;
1722   }
1723   
1724   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1725   // constant.
1726   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
1727     return UpdateValueUsesWith(I, ConstantInt::get(RHSKnownOne));
1728   return false;
1729 }
1730
1731
1732 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value producecs a vector with
1733 /// 64 or fewer elements.  DemandedElts contains the set of elements that are
1734 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1735 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1736 ///
1737 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1738 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1739 /// returned.  This returns null if no change was made.
1740 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
1741                                                 uint64_t &UndefElts,
1742                                                 unsigned Depth) {
1743   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1744   assert(VWidth <= 64 && "Vector too wide to analyze!");
1745   uint64_t EltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
1746   assert(DemandedElts != EltMask && (DemandedElts & ~EltMask) == 0 &&
1747          "Invalid DemandedElts!");
1748
1749   if (isa<UndefValue>(V)) {
1750     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1751     UndefElts = EltMask;
1752     return 0;
1753   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1754     UndefElts = EltMask;
1755     return UndefValue::get(V->getType());
1756   }
1757   
1758   UndefElts = 0;
1759   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1760     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1761     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1762
1763     std::vector<Constant*> Elts;
1764     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1765       if (!(DemandedElts & (1ULL << i))) {   // If not demanded, set to undef.
1766         Elts.push_back(Undef);
1767         UndefElts |= (1ULL << i);
1768       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1769         Elts.push_back(Undef);
1770         UndefElts |= (1ULL << i);
1771       } else {                               // Otherwise, defined.
1772         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1773       }
1774         
1775     // If we changed the constant, return it.
1776     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
1777     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1778   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1779     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1780     // set to undef.
1781     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1782     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
1783     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1784     std::vector<Constant*> Elts;
1785     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1786       Elts.push_back((DemandedElts & (1ULL << i)) ? Zero : Undef);
1787     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1788     return ConstantVector::get(Elts);
1789   }
1790   
1791   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
1792     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
1793       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1794       return false;
1795     }
1796     return false;
1797   } else if (Depth == 10) {        // Limit search depth.
1798     return false;
1799   }
1800   
1801   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1802   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
1803   
1804   bool MadeChange = false;
1805   uint64_t UndefElts2;
1806   Value *TmpV;
1807   switch (I->getOpcode()) {
1808   default: break;
1809     
1810   case Instruction::InsertElement: {
1811     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1812     // demand exactly the same input as we produce.
1813     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1814     if (Idx == 0) {
1815       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1816       // which elt is getting updated.
1817       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1818                                         UndefElts2, Depth+1);
1819       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1820       break;
1821     }
1822     
1823     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1824     // insertelement.
1825     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1826     if (IdxNo >= VWidth || (DemandedElts & (1ULL << IdxNo)) == 0)
1827       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1828     
1829     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1830     // input demanded set is simpler than the output set.
1831     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0),
1832                                       DemandedElts & ~(1ULL << IdxNo),
1833                                       UndefElts, Depth+1);
1834     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1835
1836     // The inserted element is defined.
1837     UndefElts |= 1ULL << IdxNo;
1838     break;
1839   }
1840   case Instruction::BitCast: {
1841     // Vector->vector casts only.
1842     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1843     if (!VTy) break;
1844     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1845     uint64_t InputDemandedElts = 0;
1846     unsigned Ratio;
1847
1848     if (VWidth == InVWidth) {
1849       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1850       // elements as are demanded of us.
1851       Ratio = 1;
1852       InputDemandedElts = DemandedElts;
1853     } else if (VWidth > InVWidth) {
1854       // Untested so far.
1855       break;
1856       
1857       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1858       // then an input element is live if any of the corresponding output
1859       // elements are live.
1860       Ratio = VWidth/InVWidth;
1861       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1862         if (DemandedElts & (1ULL << OutIdx))
1863           InputDemandedElts |= 1ULL << (OutIdx/Ratio);
1864       }
1865     } else {
1866       // Untested so far.
1867       break;
1868       
1869       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1870       // then an input element is live if the corresponding output element is
1871       // live.
1872       Ratio = InVWidth/VWidth;
1873       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1874         if (DemandedElts & (1ULL << InIdx/Ratio))
1875           InputDemandedElts |= 1ULL << InIdx;
1876     }
1877     
1878     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1879     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1880                                       UndefElts2, Depth+1);
1881     if (TmpV) {
1882       I->setOperand(0, TmpV);
1883       MadeChange = true;
1884     }
1885     
1886     UndefElts = UndefElts2;
1887     if (VWidth > InVWidth) {
1888       assert(0 && "Unimp");
1889       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1890       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1891       // undef.
1892       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1893         if (UndefElts2 & (1ULL << (OutIdx/Ratio)))
1894           UndefElts |= 1ULL << OutIdx;
1895     } else if (VWidth < InVWidth) {
1896       assert(0 && "Unimp");
1897       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1898       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1899       // elements are undef.
1900       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1901       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1902         if ((UndefElts2 & (1ULL << InIdx)) == 0)    // Not undef?
1903           UndefElts &= ~(1ULL << (InIdx/Ratio));    // Clear undef bit.
1904     }
1905     break;
1906   }
1907   case Instruction::And:
1908   case Instruction::Or:
1909   case Instruction::Xor:
1910   case Instruction::Add:
1911   case Instruction::Sub:
1912   case Instruction::Mul:
1913     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1914     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1915                                       UndefElts, Depth+1);
1916     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1917     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1918                                       UndefElts2, Depth+1);
1919     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1920       
1921     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1922     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1923     UndefElts &= UndefElts2;
1924     break;
1925     
1926   case Instruction::Call: {
1927     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1928     if (!II) break;
1929     switch (II->getIntrinsicID()) {
1930     default: break;
1931       
1932     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1933     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1934     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1935     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1936     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1937     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1938     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1939     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1940     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1941     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1942       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1943                                         UndefElts, Depth+1);
1944       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1945       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1946                                         UndefElts2, Depth+1);
1947       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1948
1949       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1950       // scalarize it now.
1951       if (DemandedElts == 1) {
1952         switch (II->getIntrinsicID()) {
1953         default: break;
1954         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1955         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1956         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1957         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1958           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1959           Value *LHS = II->getOperand(1);
1960           Value *RHS = II->getOperand(2);
1961           // Extract the element as scalars.
1962           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 0U,"tmp"), *II);
1963           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS, 0U,"tmp"), *II);
1964           
1965           switch (II->getIntrinsicID()) {
1966           default: assert(0 && "Case stmts out of sync!");
1967           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1968           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1969             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createSub(LHS, RHS,
1970                                                         II->getName()), *II);
1971             break;
1972           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1973           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1974             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createMul(LHS, RHS,
1975                                                          II->getName()), *II);
1976             break;
1977           }
1978           
1979           Instruction *New =
1980             InsertElementInst::Create(UndefValue::get(II->getType()), TmpV, 0U,
1981                                       II->getName());
1982           InsertNewInstBefore(New, *II);
1983           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1984           return New;
1985         }            
1986       }
1987         
1988       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1989       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1990       UndefElts &= UndefElts2;
1991       break;
1992     }
1993     break;
1994   }
1995   }
1996   return MadeChange ? I : 0;
1997 }
1998
1999 /// @returns true if the specified compare predicate is
2000 /// true when both operands are equal...
2001 /// @brief Determine if the icmp Predicate is true when both operands are equal
2002 static bool isTrueWhenEqual(ICmpInst::Predicate pred) {
2003   return pred == ICmpInst::ICMP_EQ  || pred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
2004          pred == ICmpInst::ICMP_SGE || pred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
2005          pred == ICmpInst::ICMP_SLE;
2006 }
2007
2008 /// @returns true if the specified compare instruction is
2009 /// true when both operands are equal...
2010 /// @brief Determine if the ICmpInst returns true when both operands are equal
2011 static bool isTrueWhenEqual(ICmpInst &ICI) {
2012   return isTrueWhenEqual(ICI.getPredicate());
2013 }
2014
2015 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
2016 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
2017 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
2018 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
2019 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
2020 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
2021 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
2022 ///
2023 template<typename Functor>
2024 Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
2025   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
2026   Value *LHS = Root.getOperand(0);
2027
2028   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
2029   if (F.shouldApply(LHS))
2030     return F.apply(Root);
2031
2032   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
2033   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
2034   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
2035     // Should we apply this transform to the RHS?
2036     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
2037
2038     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
2039     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
2040       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
2041       ShouldApply = true;
2042     }
2043
2044     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
2045     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
2046     if (ShouldApply) {
2047       BasicBlock *BB = Root.getParent();
2048
2049       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
2050       // and perform the reassociation.
2051       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
2052
2053       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
2054       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
2055
2056       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
2057       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
2058       if (&Root == TmpLHSI) {
2059         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
2060         return 0;
2061       }
2062       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
2063       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
2064       TmpLHSI->getParent()->getInstList().remove(TmpLHSI);
2065       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
2066       BB->getInstList().insert(ARI, TmpLHSI);    // Move TmpLHSI to after Root
2067       ARI = Root;
2068
2069       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
2070       // get to LHSI.
2071       while (TmpLHSI != LHSI) {
2072         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
2073         // Move the instruction to immediately before the chain we are
2074         // constructing to avoid breaking dominance properties.
2075         NextLHSI->getParent()->getInstList().remove(NextLHSI);
2076         BB->getInstList().insert(ARI, NextLHSI);
2077         ARI = NextLHSI;
2078
2079         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
2080         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
2081         TmpLHSI = NextLHSI;
2082         ExtraOperand = NextOp;
2083       }
2084
2085       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
2086       // the transformation...
2087       return F.apply(Root);
2088     }
2089
2090     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
2091   }
2092   return 0;
2093 }
2094
2095
2096 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
2097 struct AddRHS {
2098   Value *RHS;
2099   AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
2100   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
2101   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
2102     return BinaryOperator::createShl(Add.getOperand(0),
2103                                   ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
2104   }
2105 };
2106
2107 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
2108 //                 iff C1&C2 == 0
2109 struct AddMaskingAnd {
2110   Constant *C2;
2111   AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
2112   bool shouldApply(Value *LHS) const {
2113     ConstantInt *C1;
2114     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
2115            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
2116   }
2117   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
2118     return BinaryOperator::createOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
2119   }
2120 };
2121
2122 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
2123                                              InstCombiner *IC) {
2124   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
2125     if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO))
2126       return ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), SOC, I.getType());
2127
2128     return IC->InsertNewInstBefore(CastInst::create(
2129           CI->getOpcode(), SO, I.getType(), SO->getName() + ".cast"), I);
2130   }
2131
2132   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
2133   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
2134   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
2135
2136   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
2137     if (ConstIsRHS)
2138       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
2139     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
2140   }
2141
2142   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
2143   if (!ConstIsRHS)
2144     std::swap(Op0, Op1);
2145   Instruction *New;
2146   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
2147     New = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
2148   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
2149     New = CmpInst::create(CI->getOpcode(), CI->getPredicate(), Op0, Op1, 
2150                           SO->getName()+".cmp");
2151   else {
2152     assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
2153     abort();
2154   }
2155   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
2156 }
2157
2158 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
2159 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
2160 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
2161 // not have a second operand.
2162 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
2163                                      InstCombiner *IC) {
2164   // Don't modify shared select instructions
2165   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
2166   Value *TV = SI->getOperand(1);
2167   Value *FV = SI->getOperand(2);
2168
2169   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
2170     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
2171     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
2172
2173     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
2174     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
2175
2176     return SelectInst::Create(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
2177                               SelectFalseVal);
2178   }
2179   return 0;
2180 }
2181
2182
2183 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
2184 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
2185 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
2186 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
2187   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
2188   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
2189   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
2190
2191   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
2192   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
2193   // or if *it* is a PHI, bail out.
2194   BasicBlock *NonConstBB = 0;
2195   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
2196     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
2197       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
2198       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
2199       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
2200       
2201       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
2202       // loop.
2203       if (NonConstBB == I.getParent())
2204         return 0;
2205     }
2206   
2207   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
2208   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
2209   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
2210   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
2211   if (NonConstBB) {
2212     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
2213     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
2214   }
2215
2216   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
2217   PHINode *NewPN = PHINode::Create(I.getType(), "");
2218   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
2219   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
2220   NewPN->takeName(PN);
2221
2222   // Next, add all of the operands to the PHI.
2223   if (I.getNumOperands() == 2) {
2224     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
2225     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
2226       Value *InV = 0;
2227       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
2228         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
2229           InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
2230         else
2231           InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
2232       } else {
2233         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
2234         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
2235           InV = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(),
2236                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
2237                                        NonConstBB->getTerminator());
2238         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
2239           InV = CmpInst::create(CI->getOpcode(), 
2240                                 CI->getPredicate(),
2241                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
2242                                 NonConstBB->getTerminator());
2243         else
2244           assert(0 && "Unknown binop!");
2245         
2246         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
2247       }
2248       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
2249     }
2250   } else { 
2251     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
2252     const Type *RetTy = CI->getType();
2253     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
2254       Value *InV;
2255       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
2256         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
2257       } else {
2258         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
2259         InV = CastInst::create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
2260                                I.getType(), "phitmp", 
2261                                NonConstBB->getTerminator());
2262         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
2263       }
2264       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
2265     }
2266   }
2267   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
2268 }
2269
2270
2271 /// CannotBeNegativeZero - Return true if we can prove that the specified FP 
2272 /// value is never equal to -0.0.
2273 ///
2274 /// Note that this function will need to be revisited when we support nondefault
2275 /// rounding modes!
2276 ///
2277 static bool CannotBeNegativeZero(const Value *V) {
2278   if (const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V))
2279     return !CFP->getValueAPF().isNegZero();
2280
2281   // (add x, 0.0) is guaranteed to return +0.0, not -0.0.
2282   if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
2283     if (I->getOpcode() == Instruction::Add &&
2284         isa<ConstantFP>(I->getOperand(1)) && 
2285         cast<ConstantFP>(I->getOperand(1))->isNullValue())
2286       return true;
2287     
2288     if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I))
2289       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::sqrt)
2290         return CannotBeNegativeZero(II->getOperand(1));
2291     
2292     if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
2293       if (const Function *F = CI->getCalledFunction()) {
2294         if (F->isDeclaration()) {
2295           switch (F->getNameLen()) {
2296           case 3:  // abs(x) != -0.0
2297             if (!strcmp(F->getNameStart(), "abs")) return true;
2298             break;
2299           case 4:  // abs[lf](x) != -0.0
2300             if (!strcmp(F->getNameStart(), "absf")) return true;
2301             if (!strcmp(F->getNameStart(), "absl")) return true;
2302             break;
2303           }
2304         }
2305       }
2306   }
2307   
2308   return false;
2309 }
2310
2311
2312 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
2313   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2314   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
2315
2316   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2317     // X + undef -> undef
2318     if (isa<UndefValue>(RHS))
2319       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
2320
2321     // X + 0 --> X
2322     if (!I.getType()->isFPOrFPVector()) { // NOTE: -0 + +0 = +0.
2323       if (RHSC->isNullValue())
2324         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2325     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
2326       if (CFP->isExactlyValue(ConstantFP::getNegativeZero
2327                               (I.getType())->getValueAPF()))
2328         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2329     }
2330
2331     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
2332       // X + (signbit) --> X ^ signbit
2333       const APInt& Val = CI->getValue();
2334       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
2335       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
2336         return BinaryOperator::createXor(LHS, RHS);
2337       
2338       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
2339       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
2340       if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
2341         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
2342         if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
2343                                  KnownZero, KnownOne))
2344           return &I;
2345       }
2346     }
2347
2348     if (isa<PHINode>(LHS))
2349       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2350         return NV;
2351     
2352     ConstantInt *XorRHS = 0;
2353     Value *XorLHS = 0;
2354     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
2355         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
2356       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2357       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
2358       
2359       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
2360       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
2361       APInt CFF80Val(-C0080Val);
2362       do {
2363         if (TySizeBits > Size) {
2364           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
2365           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
2366           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
2367               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
2368             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
2369             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
2370                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
2371               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
2372             break;
2373           }
2374         }
2375         Size >>= 1;
2376         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
2377         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
2378       } while (Size >= 1);
2379       
2380       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
2381       // with funny bit widths then this whole cascade of if statements should
2382       // be removed. It is just here to get the size of the "middle" type back
2383       // up to something that the back ends can handle.
2384       const Type *MiddleType = 0;
2385       switch (Size) {
2386         default: break;
2387         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
2388         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
2389         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
2390       }
2391       if (MiddleType) {
2392         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
2393         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
2394         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2395       }
2396     }
2397   }
2398
2399   // X + X --> X << 1
2400   if (I.getType()->isInteger() && I.getType() != Type::Int1Ty) {
2401     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
2402
2403     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2404       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2405         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2406           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2407     }
2408     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2409       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2410         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2411           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2412     }
2413   }
2414
2415   // -A + B  -->  B - A
2416   // -A + -B  -->  -(A + B)
2417   if (Value *LHSV = dyn_castNegVal(LHS)) {
2418     if (LHS->getType()->isIntOrIntVector()) {
2419       if (Value *RHSV = dyn_castNegVal(RHS)) {
2420         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::createAdd(LHSV, RHSV, "sum");
2421         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2422         return BinaryOperator::createNeg(NewAdd);
2423       }
2424     }
2425     
2426     return BinaryOperator::createSub(RHS, LHSV);
2427   }
2428
2429   // A + -B  -->  A - B
2430   if (!isa<Constant>(RHS))
2431     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
2432       return BinaryOperator::createSub(LHS, V);
2433
2434
2435   ConstantInt *C2;
2436   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
2437     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2438       return BinaryOperator::createMul(RHS, AddOne(C2));
2439
2440     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2441     ConstantInt *C1;
2442     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
2443       return BinaryOperator::createMul(X, Add(C1, C2));
2444   }
2445
2446   // X + X*C --> X * (C+1)
2447   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
2448     return BinaryOperator::createMul(LHS, AddOne(C2));
2449
2450   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2451   if (dyn_castNotVal(LHS) == RHS || dyn_castNotVal(RHS) == LHS)
2452     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
2453   
2454
2455   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2456   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
2457     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2)))
2458       return R;
2459
2460   // W*X + Y*Z --> W * (X+Z)  iff W == Y
2461   if (I.getType()->isIntOrIntVector()) {
2462     Value *W, *X, *Y, *Z;
2463     if (match(LHS, m_Mul(m_Value(W), m_Value(X))) &&
2464         match(RHS, m_Mul(m_Value(Y), m_Value(Z)))) {
2465       if (W != Y) {
2466         if (W == Z) {
2467           std::swap(Y, Z);
2468         } else if (Y == X) {
2469           std::swap(W, X);
2470         } else if (X == Z) {
2471           std::swap(Y, Z);
2472           std::swap(W, X);
2473         }
2474       }
2475
2476       if (W == Y) {
2477         Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(X, Z,
2478                                                             LHS->getName()), I);
2479         return BinaryOperator::createMul(W, NewAdd);
2480       }
2481     }
2482   }
2483
2484   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2485     Value *X = 0;
2486     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))))    // ~X + C --> (C-1) - X
2487       return BinaryOperator::createSub(SubOne(CRHS), X);
2488
2489     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2490     if (LHS->hasOneUse() && match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
2491       Constant *Anded = And(CRHS, C2);
2492       if (Anded == CRHS) {
2493         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2494         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2495         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2496
2497         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2498         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2499
2500         // See if the and mask includes all of these bits.
2501         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2502
2503         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2504           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2505           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(X, CRHS,
2506                                                             LHS->getName()), I);
2507           return BinaryOperator::createAnd(NewAdd, C2);
2508         }
2509       }
2510     }
2511
2512     // Try to fold constant add into select arguments.
2513     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2514       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2515         return R;
2516   }
2517
2518   // add (cast *A to intptrtype) B -> 
2519   //   cast (GEP (cast *A to sbyte*) B)  -->  intptrtype
2520   {
2521     CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(LHS);
2522     Value *Other = RHS;
2523     if (!CI) {
2524       CI = dyn_cast<CastInst>(RHS);
2525       Other = LHS;
2526     }
2527     if (CI && CI->getType()->isSized() && 
2528         (CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 
2529          TD->getIntPtrType()->getPrimitiveSizeInBits()) 
2530         && isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
2531       unsigned AS =
2532         cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
2533       Value *I2 = InsertBitCastBefore(CI->getOperand(0),
2534                                       PointerType::get(Type::Int8Ty, AS), I);
2535       I2 = InsertNewInstBefore(GetElementPtrInst::Create(I2, Other, "ctg2"), I);
2536       return new PtrToIntInst(I2, CI->getType());
2537     }
2538   }
2539   
2540   // add (select X 0 (sub n A)) A  -->  select X A n
2541   {
2542     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS);
2543     Value *Other = RHS;
2544     if (!SI) {
2545       SI = dyn_cast<SelectInst>(RHS);
2546       Other = LHS;
2547     }
2548     if (SI && SI->hasOneUse()) {
2549       Value *TV = SI->getTrueValue();
2550       Value *FV = SI->getFalseValue();
2551       Value *A, *N;
2552
2553       // Can we fold the add into the argument of the select?
2554       // We check both true and false select arguments for a matching subtract.
2555       if (match(FV, m_Zero()) && match(TV, m_Sub(m_Value(N), m_Value(A))) &&
2556           A == Other)  // Fold the add into the true select value.
2557         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), N, A);
2558       if (match(TV, m_Zero()) && match(FV, m_Sub(m_Value(N), m_Value(A))) && 
2559           A == Other)  // Fold the add into the false select value.
2560         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), A, N);
2561     }
2562   }
2563   
2564   // Check for X+0.0.  Simplify it to X if we know X is not -0.0.
2565   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS))
2566     if (CFP->getValueAPF().isPosZero() && CannotBeNegativeZero(LHS))
2567       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2568
2569   return Changed ? &I : 0;
2570 }
2571
2572 // isSignBit - Return true if the value represented by the constant only has the
2573 // highest order bit set.
2574 static bool isSignBit(ConstantInt *CI) {
2575   uint32_t NumBits = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2576   return CI->getValue() == APInt::getSignBit(NumBits);
2577 }
2578
2579 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2580   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2581
2582   if (Op0 == Op1)         // sub X, X  -> 0
2583     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2584
2585   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2586   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
2587     return BinaryOperator::createAdd(Op0, V);
2588
2589   if (isa<UndefValue>(Op0))
2590     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2591   if (isa<UndefValue>(Op1))
2592     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2593
2594   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2595     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2596     if (C->isAllOnesValue())
2597       return BinaryOperator::createNot(Op1);
2598
2599     // C - ~X == X + (1+C)
2600     Value *X = 0;
2601     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
2602       return BinaryOperator::createAdd(X, AddOne(C));
2603
2604     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2605     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2606     if (C->isZero()) {
2607       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2608         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2609           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2610             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2611             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2612                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2613               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2614               return BinaryOperator::create(Instruction::AShr, 
2615                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2616             }
2617           }
2618         }
2619         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2620           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2621             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2622             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2623                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2624               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2625               return BinaryOperator::createLShr(
2626                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2627             }
2628           }
2629         }
2630       }
2631     }
2632
2633     // Try to fold constant sub into select arguments.
2634     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2635       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2636         return R;
2637
2638     if (isa<PHINode>(Op0))
2639       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2640         return NV;
2641   }
2642
2643   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2644     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add &&
2645         !Op0->getType()->isFPOrFPVector()) {
2646       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2647         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(1), I.getName());
2648       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2649         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(0), I.getName());
2650       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2651         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2652           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2653           return BinaryOperator::createSub(Subtract(CI1, CI2), 
2654                                            Op1I->getOperand(0));
2655       }
2656     }
2657
2658     if (Op1I->hasOneUse()) {
2659       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2660       // is not used by anyone else...
2661       //
2662       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub &&
2663           !Op1I->getType()->isFPOrFPVector()) {
2664         // Swap the two operands of the subexpr...
2665         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2666         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2667         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2668
2669         // Create the new top level add instruction...
2670         return BinaryOperator::createAdd(Op0, Op1);
2671       }
2672
2673       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2674       //
2675       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2676           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2677         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2678
2679         Value *NewNot =
2680           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(OtherOp, "B.not"), I);
2681         return BinaryOperator::createAnd(Op0, NewNot);
2682       }
2683
2684       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2685       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2686         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2687           if (CSI->isZero())
2688             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2689               return BinaryOperator::createSDiv(Op1I->getOperand(0),
2690                                                ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2691
2692       // X - X*C --> X * (1-C)
2693       ConstantInt *C2 = 0;
2694       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
2695         Constant *CP1 = Subtract(ConstantInt::get(I.getType(), 1), C2);
2696         return BinaryOperator::createMul(Op0, CP1);
2697       }
2698
2699       // X - ((X / Y) * Y) --> X % Y
2700       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Mul)
2701         if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op1I->getOperand(0)))
2702           if (Op0 == I->getOperand(0) &&
2703               Op1I->getOperand(1) == I->getOperand(1)) {
2704             if (I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2705               return BinaryOperator::createSRem(Op0, Op1I->getOperand(1));
2706             if (I->getOpcode() == Instruction::UDiv)
2707               return BinaryOperator::createURem(Op0, Op1I->getOperand(1));
2708           }
2709     }
2710   }
2711
2712   if (!Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2713     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2714       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2715         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2716           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2717         else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2718           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2719       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2720         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2721           return BinaryOperator::createNeg(Op0I->getOperand(1), I.getName());
2722       }
2723     }
2724
2725   ConstantInt *C1;
2726   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
2727     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2728       return BinaryOperator::createMul(Op1, SubOne(C1));
2729
2730     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2731     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
2732       return BinaryOperator::createMul(X, Subtract(C1, C2));
2733   }
2734   return 0;
2735 }
2736
2737 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2738 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2739 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2740 /// signed.
2741 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2742                            bool &TrueIfSigned) {
2743   switch (pred) {
2744   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2745     TrueIfSigned = true;
2746     return RHS->isZero();
2747   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2748     TrueIfSigned = true;
2749     return RHS->isAllOnesValue();
2750   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2751     TrueIfSigned = false;
2752     return RHS->isAllOnesValue();
2753   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2754     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2755     TrueIfSigned = true;
2756     return RHS->getValue() ==
2757       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2758   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2759     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2760     TrueIfSigned = true;
2761     return RHS->getValue() == 
2762       APInt::getSignBit(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2763   default:
2764     return false;
2765   }
2766 }
2767
2768 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2769   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2770   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2771
2772   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2773     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2774
2775   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2776   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2777     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2778
2779       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2780       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2781         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2782           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2783             return BinaryOperator::createMul(SI->getOperand(0),
2784                                              ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
2785
2786       if (CI->isZero())
2787         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2788       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2789         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2790       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2791         return BinaryOperator::createNeg(Op0, I.getName());
2792
2793       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2794       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2795         return BinaryOperator::createShl(Op0,
2796                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2797       }
2798     } else if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2799       if (Op1F->isNullValue())
2800         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2801
2802       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2803       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2804       // We need a better interface for long double here.
2805       if (Op1->getType() == Type::FloatTy || Op1->getType() == Type::DoubleTy)
2806         if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
2807           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2808     }
2809     
2810     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2811       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2812           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2813         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2814         Instruction *Add = BinaryOperator::createMul(Op0I->getOperand(0),
2815                                                      Op1, "tmp");
2816         InsertNewInstBefore(Add, I);
2817         Value *C1C2 = ConstantExpr::getMul(Op1, 
2818                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2819         return BinaryOperator::createAdd(Add, C1C2);
2820         
2821       }
2822
2823     // Try to fold constant mul into select arguments.
2824     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2825       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2826         return R;
2827
2828     if (isa<PHINode>(Op0))
2829       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2830         return NV;
2831   }
2832
2833   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
2834     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
2835       return BinaryOperator::createMul(Op0v, Op1v);
2836
2837   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2838   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2839   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2840   // formed.
2841   CastInst *BoolCast = 0;
2842   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(0)))
2843     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2844       BoolCast = CI;
2845   if (!BoolCast)
2846     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2847       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2848         BoolCast = CI;
2849   if (BoolCast) {
2850     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2851       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2852       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2853       bool TIS = false;
2854       
2855       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2856       // multiply into a shift/and combination.
2857       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2858           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1), TIS) &&
2859           TIS) {
2860         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2861         Constant *Amt = ConstantInt::get(SCIOp0->getType(),
2862                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2863         Value *V =
2864           InsertNewInstBefore(
2865             BinaryOperator::create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2866                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2867                                             ".mask"), I);
2868
2869         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2870         // or truncate to the multiply type.
2871         if (I.getType() != V->getType()) {
2872           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2873           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2874           Instruction::CastOps opcode = 
2875             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2876              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2877           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2878         }
2879
2880         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2881         return BinaryOperator::createAnd(V, OtherOp);
2882       }
2883     }
2884   }
2885
2886   return Changed ? &I : 0;
2887 }
2888
2889 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2890 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2891 /// used by the visitors to those instructions.
2892 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2893 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2894   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2895
2896   // undef / X -> 0        for integer.
2897   // undef / X -> undef    for FP (the undef could be a snan).
2898   if (isa<UndefValue>(Op0)) {
2899     if (Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2900       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2901     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2902   }
2903
2904   // X / undef -> undef
2905   if (isa<UndefValue>(Op1))
2906     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2907
2908   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
2909   // This does not apply for fdiv.
2910   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2911     // [su]div X, (Cond ? 0 : Y) -> div X, Y.  If the div and the select are in
2912     // the same basic block, then we replace the select with Y, and the
2913     // condition of the select with false (if the cond value is in the same BB).
2914     // If the select has uses other than the div, this allows them to be
2915     // simplified also. Note that div X, Y is just as good as div X, 0 (undef)
2916     if (ConstantInt *ST = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2917       if (ST->isNullValue()) {
2918         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2919         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2920           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
2921         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2922           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
2923         else
2924           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
2925         return &I;
2926       }
2927
2928     // Likewise for: [su]div X, (Cond ? Y : 0) -> div X, Y
2929     if (ConstantInt *ST = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))
2930       if (ST->isNullValue()) {
2931         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2932         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2933           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
2934         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2935           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
2936         else
2937           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
2938         return &I;
2939       }
2940   }
2941
2942   return 0;
2943 }
2944
2945 /// This function implements the transforms common to both integer division
2946 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2947 /// division instructions.
2948 /// @brief Common integer divide transforms
2949 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2950   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2951
2952   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2953     return Common;
2954
2955   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2956     // div X, 1 == X
2957     if (RHS->equalsInt(1))
2958       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2959
2960     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2961     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2962       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2963         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2964           if (MultiplyOverflows(RHS, LHSRHS, I.getOpcode()==Instruction::SDiv))
2965             return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2966           else 
2967             return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2968                                           Multiply(RHS, LHSRHS));
2969         }
2970
2971     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2972       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2973         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2974           return R;
2975       if (isa<PHINode>(Op0))
2976         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2977           return NV;
2978     }
2979   }
2980
2981   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2982   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2983     if (LHS->equalsInt(0))
2984       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2985
2986   return 0;
2987 }
2988
2989 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
2990   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2991
2992   // Handle the integer div common cases
2993   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2994     return Common;
2995
2996   // X udiv C^2 -> X >> C
2997   // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
2998   // if so, convert to a right shift.
2999   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3000     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
3001       return BinaryOperator::createLShr(Op0, 
3002                ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
3003   }
3004
3005   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
3006   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
3007     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3008         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3009       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
3010       if (C1.isPowerOf2()) {
3011         Value *N = RHSI->getOperand(1);
3012         const Type *NTy = N->getType();
3013         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
3014           Constant *C2V = ConstantInt::get(NTy, C2);
3015           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(N, C2V, "tmp"), I);
3016         }
3017         return BinaryOperator::createLShr(Op0, N);
3018       }
3019     }
3020   }
3021   
3022   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
3023   // where C1&C2 are powers of two.
3024   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
3025     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3026       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
3027         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
3028         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
3029           // Compute the shift amounts
3030           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
3031           // Construct the "on true" case of the select
3032           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
3033           Instruction *TSI = BinaryOperator::createLShr(
3034                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
3035           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
3036   
3037           // Construct the "on false" case of the select
3038           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
3039           Instruction *FSI = BinaryOperator::createLShr(
3040                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
3041           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
3042
3043           // construct the select instruction and return it.
3044           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
3045         }
3046       }
3047   return 0;
3048 }
3049
3050 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
3051   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3052
3053   // Handle the integer div common cases
3054   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
3055     return Common;
3056
3057   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3058     // sdiv X, -1 == -X
3059     if (RHS->isAllOnesValue())
3060       return BinaryOperator::createNeg(Op0);
3061
3062     // -X/C -> X/-C
3063     if (Value *LHSNeg = dyn_castNegVal(Op0))
3064       return BinaryOperator::createSDiv(LHSNeg, ConstantExpr::getNeg(RHS));
3065   }
3066
3067   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3068   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
3069   if (I.getType()->isInteger()) {
3070     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3071     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3072       // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
3073       return BinaryOperator::createUDiv(Op0, Op1, I.getName());
3074     }
3075   }      
3076   
3077   return 0;
3078 }
3079
3080 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
3081   return commonDivTransforms(I);
3082 }
3083
3084 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
3085 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
3086 /// is used by the visitors to those instructions.
3087 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
3088 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3089   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3090
3091   // 0 % X == 0 for integer, we don't need to preserve faults!
3092   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
3093     if (LHS->isNullValue())
3094       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3095
3096   if (isa<UndefValue>(Op0)) {             // undef % X -> 0
3097     if (I.getType()->isFPOrFPVector())
3098       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X % undef -> undef (could be SNaN)
3099     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3100   }
3101   if (isa<UndefValue>(Op1))
3102     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
3103
3104   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
3105   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
3106     // rem X, (Cond ? 0 : Y) -> rem X, Y.  If the rem and the select are in
3107     // the same basic block, then we replace the select with Y, and the
3108     // condition of the select with false (if the cond value is in the same
3109     // BB).  If the select has uses other than the div, this allows them to be
3110     // simplified also.
3111     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
3112       if (ST->isNullValue()) {
3113         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
3114         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
3115           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
3116         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
3117           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
3118         else
3119           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
3120         return &I;
3121       }
3122     // Likewise for: rem X, (Cond ? Y : 0) -> rem X, Y
3123     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
3124       if (ST->isNullValue()) {
3125         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
3126         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
3127           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
3128         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
3129           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
3130         else
3131           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
3132         return &I;
3133       }
3134   }
3135
3136   return 0;
3137 }
3138
3139 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
3140 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
3141 /// remainder instructions.
3142 /// @brief Common integer remainder transforms
3143 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3144   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3145
3146   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
3147     return common;
3148
3149   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3150     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
3151     if (RHS->equalsInt(0))
3152       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
3153     
3154     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
3155       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3156
3157     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
3158       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
3159         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3160           return R;
3161       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
3162         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3163           return NV;
3164       }
3165
3166       // See if we can fold away this rem instruction.
3167       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3168       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3169       if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3170                                KnownZero, KnownOne))
3171         return &I;
3172     }
3173   }
3174
3175   return 0;
3176 }
3177
3178 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
3179   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3180
3181   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3182     return common;
3183   
3184   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3185     // X urem C^2 -> X and C
3186     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
3187     // if so, convert to a bitwise and.
3188     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3189       if (C->getValue().isPowerOf2())
3190         return BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(C));
3191   }
3192
3193   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
3194     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
3195     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3196         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3197       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
3198         Constant *N1 = ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType());
3199         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(RHSI, N1,
3200                                                                    "tmp"), I);
3201         return BinaryOperator::createAnd(Op0, Add);
3202       }
3203     }
3204   }
3205
3206   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
3207   // where C1&C2 are powers of two.
3208   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
3209     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3210       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
3211         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
3212         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
3213             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
3214           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
3215             BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(STO), SI->getName()+".t"), I);
3216           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
3217             BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(SFO), SI->getName()+".f"), I);
3218           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
3219         }
3220       }
3221   }
3222   
3223   return 0;
3224 }
3225
3226 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
3227   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3228
3229   // Handle the integer rem common cases
3230   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3231     return common;
3232   
3233   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
3234     if (!isa<ConstantInt>(RHSNeg) || 
3235         cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive()) {
3236       // X % -Y -> X % Y
3237       AddUsesToWorkList(I);
3238       I.setOperand(1, RHSNeg);
3239       return &I;
3240     }
3241  
3242   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3243   // unsigned inputs), turn this into a urem.
3244   if (I.getType()->isInteger()) {
3245     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3246     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3247       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
3248       return BinaryOperator::createURem(Op0, Op1, I.getName());
3249     }
3250   }
3251
3252   return 0;
3253 }
3254
3255 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
3256   return commonRemTransforms(I);
3257 }
3258
3259 // isMaxValueMinusOne - return true if this is Max-1
3260 static bool isMaxValueMinusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
3261   uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
3262   if (!isSigned)
3263     return C->getValue() == APInt::getAllOnesValue(TypeBits) - 1;
3264   return C->getValue() == APInt::getSignedMaxValue(TypeBits)-1;
3265 }
3266
3267 // isMinValuePlusOne - return true if this is Min+1
3268 static bool isMinValuePlusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
3269   if (!isSigned)
3270     return C->getValue() == 1; // unsigned
3271     
3272   // Calculate 1111111111000000000000
3273   uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
3274   return C->getValue() == APInt::getSignedMinValue(TypeBits)+1;
3275 }
3276
3277 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
3278 // constant.
3279 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
3280   return CI->getValue().isPowerOf2();
3281 }
3282
3283 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
3284 // This is the same as lowones(~X).
3285 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
3286   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
3287 }
3288
3289 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
3290 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
3291 ///
3292 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
3293 ///
3294 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
3295 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
3296 ///
3297 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
3298 ///   0  A > B
3299 ///   1  A == B
3300 ///   2  A < B
3301 ///
3302 /// <=>  Value  Definition
3303 /// 000     0   Always false
3304 /// 001     1   A >  B
3305 /// 010     2   A == B
3306 /// 011     3   A >= B
3307 /// 100     4   A <  B
3308 /// 101     5   A != B
3309 /// 110     6   A <= B
3310 /// 111     7   Always true
3311 ///  
3312 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
3313   switch (ICI->getPredicate()) {
3314     // False -> 0
3315   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
3316   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
3317   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
3318   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
3319   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
3320   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
3321   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
3322   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
3323   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
3324   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
3325     // True -> 7
3326   default:
3327     assert(0 && "Invalid ICmp predicate!");
3328     return 0;
3329   }
3330 }
3331
3332 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
3333 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
3334 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
3335 /// of predicate to use in new icmp instructions.
3336 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS) {
3337   switch (code) {
3338   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
3339   case  0: return ConstantInt::getFalse();
3340   case  1: 
3341     if (sign)
3342       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
3343     else
3344       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
3345   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
3346   case  3: 
3347     if (sign)
3348       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
3349     else
3350       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
3351   case  4: 
3352     if (sign)
3353       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
3354     else
3355       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
3356   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
3357   case  6: 
3358     if (sign)
3359       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
3360     else
3361       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
3362   case  7: return ConstantInt::getTrue();
3363   }
3364 }
3365
3366 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
3367   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
3368     (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && 
3369      (p2 == ICmpInst::ICMP_EQ || p2 == ICmpInst::ICMP_NE)) ||
3370     (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && 
3371      (p1 == ICmpInst::ICMP_EQ || p1 == ICmpInst::ICMP_NE));
3372 }
3373
3374 namespace { 
3375 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3376 struct FoldICmpLogical {
3377   InstCombiner &IC;
3378   Value *LHS, *RHS;
3379   ICmpInst::Predicate pred;
3380   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3381     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3382       pred(ICI->getPredicate()) {}
3383   bool shouldApply(Value *V) const {
3384     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3385       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3386         return ((ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS) ||
3387                 (ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS));
3388     return false;
3389   }
3390   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3391     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3392     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3393       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3394       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3395     }
3396
3397     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3398     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3399     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3400     unsigned Code;
3401     switch (Log.getOpcode()) {
3402     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3403     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3404     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3405     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
3406     }
3407
3408     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
3409                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
3410       
3411     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS);
3412     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3413       return I;
3414     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3415     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3416   }
3417 };
3418 } // end anonymous namespace
3419
3420 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3421 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3422 // guaranteed to be a binary operator.
3423 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3424                                     ConstantInt *OpRHS,
3425                                     ConstantInt *AndRHS,
3426                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3427   Value *X = Op->getOperand(0);
3428   Constant *Together = 0;
3429   if (!Op->isShift())
3430     Together = And(AndRHS, OpRHS);
3431
3432   switch (Op->getOpcode()) {
3433   case Instruction::Xor:
3434     if (Op->hasOneUse()) {
3435       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3436       Instruction *And = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
3437       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
3438       And->takeName(Op);
3439       return BinaryOperator::createXor(And, Together);
3440     }
3441     break;
3442   case Instruction::Or:
3443     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3444       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3445
3446     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3447       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3448       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, Together);
3449       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
3450       Or->takeName(Op);
3451       return BinaryOperator::createAnd(Or, AndRHS);
3452     }
3453     break;
3454   case Instruction::Add:
3455     if (Op->hasOneUse()) {
3456       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3457       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3458       // single bit constant.
3459       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3460
3461       // If there is only one bit set...
3462       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3463         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3464         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3465         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3466         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3467
3468         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3469         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3470           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3471           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3472           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3473           // no effect.
3474           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3475             TheAnd.setOperand(0, X);
3476             return &TheAnd;
3477           } else {
3478             // Pull the XOR out of the AND.
3479             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
3480             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3481             NewAnd->takeName(Op);
3482             return BinaryOperator::createXor(NewAnd, AndRHS);
3483           }
3484         }
3485       }
3486     }
3487     break;
3488
3489   case Instruction::Shl: {
3490     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3491     // the anded constant includes them, clear them now!
3492     //
3493     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3494     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3495     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3496     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3497
3498     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3499     // Masking out bits that the shift already masks
3500       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3501     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3502       TheAnd.setOperand(1, CI);
3503       return &TheAnd;
3504     }
3505     break;
3506   }
3507   case Instruction::LShr:
3508   {
3509     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3510     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3511     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3512     //
3513     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3514     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3515     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3516     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3517
3518     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3519     // Masking out bits that the shift already masks.
3520       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3521     } else if (CI != AndRHS) {
3522       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3523       return &TheAnd;
3524     }
3525     break;
3526   }
3527   case Instruction::AShr:
3528     // Signed shr.
3529     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3530     // with an and.
3531     if (Op->hasOneUse()) {
3532       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3533       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3534       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3535       Constant *C = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3536       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3537         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3538         // Make the argument unsigned.
3539         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3540         ShVal = InsertNewInstBefore(
3541             BinaryOperator::createLShr(ShVal, OpRHS, 
3542                                    Op->getName()), TheAnd);
3543         return BinaryOperator::createAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3544       }
3545     }
3546     break;
3547   }
3548   return 0;
3549 }
3550
3551
3552 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3553 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3554 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3555 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3556 /// insert new instructions.
3557 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3558                                            bool isSigned, bool Inside, 
3559                                            Instruction &IB) {
3560   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3561             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3562          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3563     
3564   if (Inside) {
3565     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3566       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3567
3568     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3569     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3570       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3571         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3572       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3573     }
3574
3575     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3576     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3577     Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3578     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3579     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3580     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3581   }
3582
3583   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3584     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3585
3586   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3587   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3588   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3589     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3590         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3591     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3592   }
3593
3594   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3595   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3596   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3597   Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3598   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3599   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3600   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3601 }
3602
3603 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3604 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3605 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3606 // not, since all 1s are not contiguous.
3607 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3608   const APInt& V = Val->getValue();
3609   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3610   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3611
3612   // look for the first zero bit after the run of ones
3613   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3614   // look for the first non-zero bit
3615   ME = V.getActiveBits(); 
3616   return true;
3617 }
3618
3619 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3620 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3621 /// the following xforms:
3622 /// 
3623 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3624 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3625 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3626 ///
3627 /// return (A +/- B).
3628 ///
3629 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3630                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3631                                         Instruction &I) {
3632   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3633   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3634       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3635
3636   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3637
3638   switch (LHSI->getOpcode()) {
3639   default: return 0;
3640   case Instruction::And:
3641     if (And(N, Mask) == Mask) {
3642       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3643       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3644            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3645           Mask->getValue().getBitWidth())
3646         break;
3647
3648       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3649       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3650       // is all N is, ignore it.
3651       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3652       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3653         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3654         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3655         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3656           break;
3657       }
3658     }
3659     return 0;
3660   case Instruction::Or:
3661   case Instruction::Xor:
3662     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3663     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3664          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3665         && And(N, Mask)->isZero())
3666       break;
3667     return 0;
3668   }
3669   
3670   Instruction *New;
3671   if (isSub)
3672     New = BinaryOperator::createSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3673   else
3674     New = BinaryOperator::createAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3675   return InsertNewInstBefore(New, I);
3676 }
3677
3678 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
3679   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3680   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3681
3682   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
3683     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3684
3685   // and X, X = X
3686   if (Op0 == Op1)
3687     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3688
3689   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3690   // purpose is to compute bits we don't care about.
3691   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3692     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3693     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3694     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3695                              KnownZero, KnownOne))
3696       return &I;
3697   } else {
3698     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3699       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
3700         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
3701     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3702       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
3703     }
3704   }
3705   
3706   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3707     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
3708     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
3709
3710     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
3711     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
3712       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
3713       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
3714       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
3715       switch (Op0I->getOpcode()) {
3716       case Instruction::Xor:
3717       case Instruction::Or:
3718         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
3719         if (Op0I->hasOneUse()) {
3720           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
3721             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
3722             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::createAnd(Op0RHS, AndRHS,
3723                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
3724             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
3725             return BinaryOperator::create(
3726                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
3727           }
3728           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
3729               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
3730             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
3731             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::createAnd(Op0LHS, AndRHS,
3732                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
3733             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
3734             return BinaryOperator::create(
3735                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
3736           }
3737         }
3738
3739         break;
3740       case Instruction::Add:
3741         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3742         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3743         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3744         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
3745           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
3746         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
3747           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
3748         break;
3749
3750       case Instruction::Sub:
3751         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3752         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3753         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3754         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
3755           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
3756         break;
3757       }
3758
3759       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
3760         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
3761           return Res;
3762     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3763       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
3764       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
3765       // frequently occurs for bitfield accesses.
3766       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
3767         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
3768             CastOp->getNumOperands() == 2)
3769           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))) {
3770             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
3771               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
3772               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
3773               // This will fold the two constants together, which may allow 
3774               // other simplifications.
3775               Instruction *NewCast = CastInst::createTruncOrBitCast(
3776                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
3777                 CastOp->getName()+".shrunk");
3778               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
3779               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
3780               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3781               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
3782               return BinaryOperator::createAnd(NewCast, C3);
3783             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
3784               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
3785               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
3786               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3787               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)   // trunc(C1)&C2
3788                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
3789             }
3790           }
3791       }
3792     }
3793
3794     // Try to fold constant and into select arguments.
3795     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3796       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3797         return R;
3798     if (isa<PHINode>(Op0))
3799       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3800         return NV;
3801   }
3802
3803   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
3804   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
3805
3806   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
3807     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3808
3809   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
3810   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3811     Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
3812                                                I.getName()+".demorgan");
3813     InsertNewInstBefore(Or, I);
3814     return BinaryOperator::createNot(Or);
3815   }
3816   
3817   {
3818     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
3819     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3820       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
3821         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3822     
3823       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
3824       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3825         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3826           return BinaryOperator::createXor(A, B);
3827       }
3828     }
3829     
3830     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3831       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
3832         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3833
3834       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
3835       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3836         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3837           return BinaryOperator::createXor(A, B);
3838       }
3839     }
3840     
3841     if (Op0->hasOneUse() &&
3842         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3843       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
3844         I.swapOperands();     // Simplify below
3845         std::swap(Op0, Op1);
3846       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
3847         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
3848         I.swapOperands();     // Simplify below
3849         std::swap(Op0, Op1);
3850       }
3851     }
3852     if (Op1->hasOneUse() &&
3853         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3854       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
3855         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
3856         std::swap(A, B);
3857       }
3858       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
3859         Instruction *NotB = BinaryOperator::createNot(B, "tmp");
3860         InsertNewInstBefore(NotB, I);
3861         return BinaryOperator::createAnd(A, NotB);
3862       }
3863     }
3864   }
3865   
3866   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
3867     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3868     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3869       return R;
3870
3871     Value *LHSVal, *RHSVal;
3872     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3873     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3874     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
3875       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
3876         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) & (X icmp C2)
3877             // ICMP_[GL]E X, CST is folded to ICMP_[GL]T elsewhere.
3878             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3879             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3880             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3881             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3882             
3883             // Don't try to fold ICMP_SLT + ICMP_ULT.
3884             (ICmpInst::isEquality(LHSCC) || ICmpInst::isEquality(RHSCC) ||
3885              ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) == 
3886                  ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC))) {
3887           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3888           ICmpInst::Predicate GT;
3889           if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
3890               (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
3891                ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
3892             GT = ICmpInst::ICMP_SGT;
3893           else
3894             GT = ICmpInst::ICMP_UGT;
3895           
3896           Constant *Cmp = ConstantExpr::getICmp(GT, LHSCst, RHSCst);
3897           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
3898           if (cast<ConstantInt>(Cmp)->getZExtValue()) {
3899             std::swap(LHS, RHS);
3900             std::swap(LHSCst, RHSCst);
3901             std::swap(LHSCC, RHSCC);
3902           }
3903
3904           // At this point, we know we have have two icmp instructions
3905           // comparing a value against two constants and and'ing the result
3906           // together.  Because of the above check, we know that we only have
3907           // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3908           // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3909           // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3910           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3911
3912           switch (LHSCC) {
3913           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3914           case ICmpInst::ICMP_EQ:
3915             switch (RHSCC) {
3916             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3917             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3918             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3919             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3920               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3921             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3922             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3923             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3924               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3925             }
3926           case ICmpInst::ICMP_NE:
3927             switch (RHSCC) {
3928             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3929             case ICmpInst::ICMP_ULT:
3930               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3931                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSVal, LHSCst);
3932               break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3933             case ICmpInst::ICMP_SLT:
3934               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3935                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSVal, LHSCst);
3936               break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3937             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3938             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3939             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3940               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3941             case ICmpInst::ICMP_NE:
3942               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3943                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3944                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
3945                                                       LHSVal->getName()+".off");
3946                 InsertNewInstBefore(Add, I);
3947                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3948                                     ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3949               }
3950               break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3951             }
3952             break;
3953           case ICmpInst::ICMP_ULT:
3954             switch (RHSCC) {
3955             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3956             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3957             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3958               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3959             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3960               break;
3961             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3962             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3963               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3964             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3965               break;
3966             }
3967             break;
3968           case ICmpInst::ICMP_SLT:
3969             switch (RHSCC) {
3970             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3971             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3972             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3973               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3974             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3975               break;
3976             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3977             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3978               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3979             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3980               break;
3981             }
3982             break;
3983           case ICmpInst::ICMP_UGT:
3984             switch (RHSCC) {
3985             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3986             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X > 13
3987               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3988             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3989               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3990             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3991               break;
3992             case ICmpInst::ICMP_NE:
3993               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3994                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
3995               break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3996             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) ->(X-14) <u 1
3997               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, 
3998                                      true, I);
3999             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
4000               break;
4001             }
4002             break;
4003           case ICmpInst::ICMP_SGT:
4004             switch (RHSCC) {
4005             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4006             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
4007             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
4008               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4009             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
4010               break;
4011             case ICmpInst::ICMP_NE:
4012               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
4013                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
4014               break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
4015             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) ->(X-14) s< 1
4016               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, 
4017                                      true, I);
4018             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
4019               break;
4020             }
4021             break;
4022           }
4023         }
4024   }
4025
4026   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
4027   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
4028     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4029       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
4030         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4031         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4032             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4033             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4034                               I.getType(), TD) &&
4035             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4036                               I.getType(), TD)) {
4037           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createAnd(Op0C->getOperand(0),
4038                                                          Op1C->getOperand(0),
4039                                                          I.getName());
4040           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4041           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4042         }
4043       }
4044     
4045   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
4046   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4047     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4048       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4049           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4050           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4051         Instruction *NewOp =
4052           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(SI0->getOperand(0),
4053                                                         SI1->getOperand(0),
4054                                                         SI0->getName()), I);
4055         return BinaryOperator::create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4056                                       SI1->getOperand(1));
4057       }
4058   }
4059
4060   // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
4061   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4062     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4063       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
4064           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD)
4065         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4066           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4067             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4068             // false.
4069             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4070               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4071             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS->getOperand(0),
4072                                 RHS->getOperand(0));
4073           }
4074     }
4075   }
4076       
4077   return Changed ? &I : 0;
4078 }
4079
4080 /// CollectBSwapParts - Look to see if the specified value defines a single byte
4081 /// in the result.  If it does, and if the specified byte hasn't been filled in
4082 /// yet, fill it in and return false.
4083 static bool CollectBSwapParts(Value *V, SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
4084   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
4085   if (I == 0) return true;
4086
4087   // If this is an or instruction, it is an inner node of the bswap.
4088   if (I->getOpcode() == Instruction::Or)
4089     return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), ByteValues) ||
4090            CollectBSwapParts(I->getOperand(1), ByteValues);
4091   
4092   uint32_t BitWidth = I->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
4093   // If this is a shift by a constant int, and it is "24", then its operand
4094   // defines a byte.  We only handle unsigned types here.
4095   if (I->isShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4096     // Not shifting the entire input by N-1 bytes?
4097     if (cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(BitWidth) !=
4098         8*(ByteValues.size()-1))
4099       return true;
4100     
4101     unsigned DestNo;
4102     if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
4103       // X << 24 defines the top byte with the lowest of the input bytes.
4104       DestNo = ByteValues.size()-1;
4105     } else {
4106       // X >>u 24 defines the low byte with the highest of the input bytes.
4107       DestNo = 0;
4108     }
4109     
4110     // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
4111     // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
4112     if (ByteValues[DestNo] && ByteValues[DestNo] != I->getOperand(0))
4113       return true;
4114     ByteValues[DestNo] = I->getOperand(0);
4115     return false;
4116   }
4117   
4118   // Otherwise, we can only handle and(shift X, imm), imm).  Bail out of if we
4119   // don't have this.
4120   Value *Shift = 0, *ShiftLHS = 0;
4121   ConstantInt *AndAmt = 0, *ShiftAmt = 0;
4122   if (!match(I, m_And(m_Value(Shift), m_ConstantInt(AndAmt))) ||
4123       !match(Shift, m_Shift(m_Value(ShiftLHS), m_ConstantInt(ShiftAmt))))
4124     return true;
4125   Instruction *SI = cast<Instruction>(Shift);
4126
4127   // Make sure that the shift amount is by a multiple of 8 and isn't too big.
4128   if (ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) & 7 ||
4129       ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) > 8*ByteValues.size())
4130     return true;
4131   
4132   // Turn 0xFF -> 0, 0xFF00 -> 1, 0xFF0000 -> 2, etc.
4133   unsigned DestByte;
4134   if (AndAmt->getValue().getActiveBits() > 64)
4135     return true;
4136   uint64_t AndAmtVal = AndAmt->getZExtValue();
4137   for (DestByte = 0; DestByte != ByteValues.size(); ++DestByte)
4138     if (AndAmtVal == uint64_t(0xFF) << 8*DestByte)
4139       break;
4140   // Unknown mask for bswap.
4141   if (DestByte == ByteValues.size()) return true;
4142   
4143   unsigned ShiftBytes = ShiftAmt->getZExtValue()/8;
4144   unsigned SrcByte;
4145   if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
4146     SrcByte = DestByte - ShiftBytes;
4147   else
4148     SrcByte = DestByte + ShiftBytes;
4149   
4150   // If the SrcByte isn't a bswapped value from the DestByte, reject it.
4151   if (SrcByte != ByteValues.size()-DestByte-1)
4152     return true;
4153   
4154   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
4155   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
4156   if (ByteValues[DestByte] && ByteValues[DestByte] != SI->getOperand(0))
4157     return true;
4158   ByteValues[DestByte] = SI->getOperand(0);
4159   return false;
4160 }
4161
4162 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
4163 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
4164 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
4165   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
4166   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16) 
4167     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
4168   
4169   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
4170   /// defines each byte.
4171   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
4172   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
4173     
4174   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
4175   if (CollectBSwapParts(I.getOperand(0), ByteValues) ||
4176       CollectBSwapParts(I.getOperand(1), ByteValues))
4177     return 0;
4178   
4179   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
4180   Value *V = ByteValues[0];
4181   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
4182   
4183   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
4184   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
4185     if (ByteValues[i] != V)
4186       return 0;
4187   const Type *Tys[] = { ITy };
4188   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
4189   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
4190   return CallInst::Create(F, V);
4191 }
4192
4193
4194 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
4195   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4196   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4197
4198   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
4199     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4200
4201   // or X, X = X
4202   if (Op0 == Op1)
4203     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4204
4205   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4206   // purpose is to compute bits we don't care about.
4207   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4208     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4209     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4210     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4211                              KnownZero, KnownOne))
4212       return &I;
4213   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4214     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
4215   } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4216     if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
4217       return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
4218   }
4219     
4220
4221   
4222   // or X, -1 == -1
4223   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4224     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
4225     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
4226     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
4227       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS);
4228       InsertNewInstBefore(Or, I);
4229       Or->takeName(Op0);
4230       return BinaryOperator::createAnd(Or, 
4231                ConstantInt::get(RHS->getValue() | C1->getValue()));
4232     }
4233
4234     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
4235     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
4236       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS);
4237       InsertNewInstBefore(Or, I);
4238       Or->takeName(Op0);
4239       return BinaryOperator::createXor(Or,
4240                  ConstantInt::get(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
4241     }
4242
4243     // Try to fold constant and into select arguments.
4244     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4245       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4246         return R;
4247     if (isa<PHINode>(Op0))
4248       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4249         return NV;
4250   }
4251
4252   Value *A = 0, *B = 0;
4253   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
4254
4255   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4256     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
4257       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4258   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4259     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
4260       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4261
4262   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
4263   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
4264   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4265       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4266       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
4267        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
4268     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
4269       return BSwap;
4270   }
4271   
4272   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4273   if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4274       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
4275     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op1);
4276     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4277     NOr->takeName(Op0);
4278     return BinaryOperator::createXor(NOr, C1);
4279   }
4280
4281   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4282   if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4283       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
4284     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op0);
4285     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4286     NOr->takeName(Op0);
4287     return BinaryOperator::createXor(NOr, C1);
4288   }
4289
4290   // (A & C)|(B & D)
4291   Value *C = 0, *D = 0;
4292   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
4293       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
4294     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
4295     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4296     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
4297     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
4298       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
4299       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
4300       // replace with V+N.
4301       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
4302         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
4303             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4304           // Add commutes, try both ways.
4305           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
4306             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4307           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
4308             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4309         }
4310         // Or commutes, try both ways.
4311         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
4312             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4313           // Add commutes, try both ways.
4314           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
4315             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4316           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
4317             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4318         }
4319       }
4320       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
4321     }
4322     
4323     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
4324     // terms for V1 & (V2|V3).
4325     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
4326       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
4327         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
4328       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
4329         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
4330       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
4331         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
4332       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
4333         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
4334       
4335       if (V1) {
4336         Value *Or =
4337           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createOr(V2, V3, "tmp"), I);
4338         return BinaryOperator::createAnd(V1, Or);
4339       }
4340     }
4341   }
4342   
4343   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
4344   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4345     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4346       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4347           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4348           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4349         Instruction *NewOp =
4350         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createOr(SI0->getOperand(0),
4351                                                      SI1->getOperand(0),
4352                                                      SI0->getName()), I);
4353         return BinaryOperator::create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4354                                       SI1->getOperand(1));
4355       }
4356   }
4357
4358   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {   // ~A | Op1
4359     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
4360       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4361   } else {
4362     A = 0;
4363   }
4364   // Note, A is still live here!
4365   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)))) {   // Op0 | ~B
4366     if (Op0 == B)
4367       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4368
4369     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
4370     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4371       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(A, B,
4372                                               I.getName()+".demorgan"), I);
4373       return BinaryOperator::createNot(And);
4374     }
4375   }
4376
4377   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4378   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
4379     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4380       return R;
4381
4382     Value *LHSVal, *RHSVal;
4383     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4384     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4385     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
4386       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
4387         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) | (X icmp C2)
4388             // icmp [us][gl]e x, cst is folded to icmp [us][gl]t elsewhere.
4389             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
4390             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
4391             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
4392             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
4393             // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4394             PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
4395           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4396           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
4397           bool NeedsSwap;
4398           if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC))
4399             NeedsSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4400           else
4401             NeedsSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4402             
4403           if (NeedsSwap) {
4404             std::swap(LHS, RHS);
4405             std::swap(LHSCst, RHSCst);
4406             std::swap(LHSCC, RHSCC);
4407           }
4408
4409           // At this point, we know we have have two icmp instructions
4410           // comparing a value against two constants and or'ing the result
4411           // together.  Because of the above check, we know that we only have
4412           // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4413           // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4414           // equal.
4415           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4416
4417           switch (LHSCC) {
4418           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4419           case ICmpInst::ICMP_EQ:
4420             switch (RHSCC) {
4421             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4422             case ICmpInst::ICMP_EQ:
4423               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {// (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4424                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
4425                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
4426                                                       LHSVal->getName()+".off");
4427                 InsertNewInstBefore(Add, I);
4428                 AddCST = Subtract(AddOne(RHSCst), LHSCst);
4429                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4430               }
4431               break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4432             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4433             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4434               break;
4435             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4436             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4437             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4438               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4439             }
4440             break;
4441           case ICmpInst::ICMP_NE:
4442             switch (RHSCC) {
4443             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4444             case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4445             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4446             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4447               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4448             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4449             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4450             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4451               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4452             }
4453             break;
4454           case ICmpInst::ICMP_ULT:
4455             switch (RHSCC) {
4456             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4457             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4458               break;
4459             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) ->(X-13) u> 2
4460               // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4461               // this can cause overflow.
4462               if (RHSCst->isMaxValue(false))
4463                 return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4464               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, 
4465                                      false, I);
4466             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4467               break;
4468             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4469             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4470               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4471             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4472               break;
4473             }
4474             break;
4475           case ICmpInst::ICMP_SLT:
4476             switch (RHSCC) {
4477             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4478             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4479               break;
4480             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) ->(X-13) s> 2
4481               // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4482               // this can cause overflow.
4483               if (RHSCst->isMaxValue(true))
4484                 return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4485               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, 
4486                                      false, I);
4487             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4488               break;
4489             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4490             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4491               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4492             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4493               break;
4494             }
4495             break;
4496           case ICmpInst::ICMP_UGT:
4497             switch (RHSCC) {
4498             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4499             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4500             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4501               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4502             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4503               break;
4504             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4505             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4506               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4507             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4508               break;
4509             }
4510             break;
4511           case ICmpInst::ICMP_SGT:
4512             switch (RHSCC) {
4513             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4514             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4515             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4516               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4517             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4518               break;
4519             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4520             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4521               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4522             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4523               break;
4524             }
4525             break;
4526           }
4527         }
4528   }
4529     
4530   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4531   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4532     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4533       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4534         if (!isa<ICmpInst>(Op0C->getOperand(0)) ||
4535             !isa<ICmpInst>(Op1C->getOperand(0))) {
4536           const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4537           if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4538               // Only do this if the casts both really cause code to be
4539               // generated.
4540               ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4541                                 I.getType(), TD) &&
4542               ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4543                                 I.getType(), TD)) {
4544             Instruction *NewOp = BinaryOperator::createOr(Op0C->getOperand(0),
4545                                                           Op1C->getOperand(0),
4546                                                           I.getName());
4547             InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4548             return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4549           }
4550         }
4551       }
4552   }
4553   
4554     
4555   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
4556   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4557     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4558       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4559           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO && 
4560           LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType())
4561         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4562           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4563             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4564             // true.
4565             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4566               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4567             
4568             // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4569             // rest.
4570             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS->getOperand(0),
4571                                 RHS->getOperand(0));
4572           }
4573     }
4574   }
4575
4576   return Changed ? &I : 0;
4577 }
4578
4579 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
4580 struct XorSelf {
4581   Value *RHS;
4582   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
4583   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
4584   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
4585     return &Xor;
4586   }
4587 };
4588
4589
4590 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
4591   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4592   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4593
4594   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
4595     if (isa<UndefValue>(Op0))
4596       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
4597       // idiom (misuse).
4598       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4599     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
4600   }
4601
4602   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
4603   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
4604     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
4605     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4606   }
4607   
4608   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4609   // purpose is to compute bits we don't care about.
4610   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4611     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4612     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4613     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4614                              KnownZero, KnownOne))
4615       return &I;
4616   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4617     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
4618   }
4619
4620   // Is this a ~ operation?
4621   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
4622     // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
4623     // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
4624     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
4625       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
4626           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4627         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
4628         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
4629           Instruction *NotY =
4630             BinaryOperator::createNot(Op0I->getOperand(1),
4631                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
4632           InsertNewInstBefore(NotY, I);
4633           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
4634             return BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, NotY);
4635           else
4636             return BinaryOperator::createAnd(Op0NotVal, NotY);
4637         }
4638       }
4639     }
4640   }
4641   
4642   
4643   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4644     // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
4645     if (RHS == ConstantInt::getTrue() && Op0->hasOneUse()) {
4646       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4647         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
4648                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
4649
4650       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
4651         return new FCmpInst(FCI->getInversePredicate(),
4652                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
4653     }
4654
4655     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4656       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
4657       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
4658         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
4659           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
4660           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
4661                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
4662           return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
4663         }
4664           
4665       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
4666         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
4667           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
4668           if (RHS->isAllOnesValue()) {
4669             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
4670             return BinaryOperator::createSub(
4671                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
4672                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
4673                                           Op0I->getOperand(0));
4674           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
4675             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
4676             Constant *C = ConstantInt::get(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
4677             return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(0), C);
4678
4679           }
4680         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4681           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
4682           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
4683             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
4684             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
4685             // NewRHS.
4686             Constant *CommonBits = And(Op0CI, RHS);
4687             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
4688                                           ConstantExpr::getNot(CommonBits));
4689             AddToWorkList(Op0I);
4690             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
4691             I.setOperand(1, NewRHS);
4692             return &I;
4693           }
4694         }
4695       }
4696     }
4697
4698     // Try to fold constant and into select arguments.
4699     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4700       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4701         return R;
4702     if (isa<PHINode>(Op0))
4703       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4704         return NV;
4705   }
4706
4707   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
4708     if (X == Op1)
4709       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4710
4711   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
4712     if (X == Op0)
4713       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4714
4715   
4716   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
4717   if (Op1I) {
4718     Value *A, *B;
4719     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4720       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
4721         Op1I->swapOperands();
4722         I.swapOperands();
4723         std::swap(Op0, Op1);
4724       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
4725         I.swapOperands();     // Simplified below.
4726         std::swap(Op0, Op1);
4727       }
4728     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4729       if (Op0 == A)                                          // A^(A^B) == B
4730         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4731       else if (Op0 == B)                                     // A^(B^A) == B
4732         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4733     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op1I->hasOneUse()){
4734       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
4735         Op1I->swapOperands();
4736         std::swap(A, B);
4737       }
4738       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
4739         I.swapOperands();     // Simplified below.
4740         std::swap(Op0, Op1);
4741       }
4742     }
4743   }
4744   
4745   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
4746   if (Op0I) {
4747     Value *A, *B;
4748     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()) {
4749       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
4750         std::swap(A, B);
4751       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
4752         Instruction *NotB =
4753           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(Op1, "tmp"), I);
4754         return BinaryOperator::createAnd(A, NotB);
4755       }
4756     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4757       if (Op1 == A)                                          // (A^B)^A == B
4758         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4759       else if (Op1 == B)                                     // (B^A)^A == B
4760         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4761     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()){
4762       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
4763         std::swap(A, B);
4764       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
4765           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
4766         Instruction *N =
4767           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(A, "tmp"), I);
4768         return BinaryOperator::createAnd(N, Op1);
4769       }
4770     }
4771   }
4772   
4773   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
4774   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
4775       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
4776       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
4777       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
4778     Instruction *NewOp =
4779       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(Op0I->getOperand(0),
4780                                                     Op1I->getOperand(0),
4781                                                     Op0I->getName()), I);
4782     return BinaryOperator::create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
4783                                   Op1I->getOperand(1));
4784   }
4785     
4786   if (Op0I && Op1I) {
4787     Value *A, *B, *C, *D;
4788     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
4789     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4790         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4791       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4792         return BinaryOperator::createXor(A, B);
4793     }
4794     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
4795     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4796         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4797       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4798         return BinaryOperator::createXor(A, B);
4799     }
4800     
4801     // (A & B)^(C & D)
4802     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
4803         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4804         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4805       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
4806       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
4807       if (A == C)
4808         X = A, Y = B, Z = D;
4809       else if (A == D)
4810         X = A, Y = B, Z = C;
4811       else if (B == C)
4812         X = B, Y = A, Z = D;
4813       else if (B == D)
4814         X = B, Y = A, Z = C;
4815       
4816       if (X) {
4817         Instruction *NewOp =
4818         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
4819         return BinaryOperator::createAnd(NewOp, X);
4820       }
4821     }
4822   }
4823     
4824   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4825   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
4826     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4827       return R;
4828
4829   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
4830   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4831     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4832       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
4833         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4834         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4835             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4836             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4837                               I.getType(), TD) &&
4838             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4839                               I.getType(), TD)) {
4840           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createXor(Op0C->getOperand(0),
4841                                                          Op1C->getOperand(0),
4842                                                          I.getName());
4843           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4844           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4845         }
4846       }
4847   }
4848   return Changed ? &I : 0;
4849 }
4850
4851 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
4852 /// overflowed for this type.
4853 static bool AddWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
4854                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
4855   Result = cast<ConstantInt>(Add(In1, In2));
4856
4857   if (IsSigned)
4858     if (In2->getValue().isNegative())
4859       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
4860     else
4861       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
4862   else
4863     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
4864 }
4865
4866 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
4867 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
4868 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
4869 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
4870   TargetData &TD = IC.getTargetData();
4871   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
4872   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
4873   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
4874
4875   // Build a mask for high order bits.
4876   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
4877   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
4878
4879   for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
4880     Value *Op = GEP->getOperand(i);
4881     uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
4882     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
4883       if (OpC->isZero()) continue;
4884       
4885       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
4886       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
4887         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
4888         
4889         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
4890           Result = ConstantInt::get(RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
4891         else
4892           Result = IC.InsertNewInstBefore(
4893                    BinaryOperator::createAdd(Result,
4894                                              ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
4895                                              GEP->getName()+".offs"), I);
4896         continue;
4897       }
4898       
4899       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
4900       Constant *OC = ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
4901       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale);
4902       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
4903         Result = ConstantExpr::getAdd(RC, Scale);
4904       else {
4905         // Emit an add instruction.
4906         Result = IC.InsertNewInstBefore(
4907            BinaryOperator::createAdd(Result, Scale,
4908                                      GEP->getName()+".offs"), I);
4909       }
4910       continue;
4911     }
4912     // Convert to correct type.
4913     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
4914       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
4915         Op = ConstantExpr::getSExt(OpC, IntPtrTy);
4916       else
4917         Op = IC.InsertNewInstBefore(new SExtInst(Op, IntPtrTy,
4918                                                  Op->getName()+".c"), I);
4919     }
4920     if (Size != 1) {
4921       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
4922       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
4923         Op = ConstantExpr::getMul(OpC, Scale);
4924       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
4925         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createMul(Op, Scale,
4926                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
4927     }
4928
4929     // Emit an add instruction.
4930     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
4931       Result = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(Op),
4932                                     cast<Constant>(Result));
4933     else
4934       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(Op, Result,
4935                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
4936   }
4937   return Result;
4938 }
4939
4940
4941 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return an value that can be used to compare of
4942 /// the *offset* implied by GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we want
4943 /// to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can be
4944 /// complex, and scales are involved.  The above expression would also be legal
4945 /// to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).  This
4946 /// later form is less amenable to optimization though, and we are allowed to
4947 /// generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
4948 ///
4949 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
4950 /// 
4951 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, Instruction &I,
4952                                           InstCombiner &IC) {
4953   TargetData &TD = IC.getTargetData();
4954   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
4955
4956   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
4957   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
4958   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
4959   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
4960   // because the expression will cross zero at the same point.
4961   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
4962   int64_t Offset = 0;
4963   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
4964     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
4965       // Compute the aggregate offset of constant indices.
4966       if (CI->isZero()) continue;
4967
4968       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
4969       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
4970         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
4971       } else {
4972         uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
4973         Offset += Size*CI->getSExtValue();
4974       }
4975     } else {
4976       // Found our variable index.
4977       break;
4978     }
4979   }
4980   
4981   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
4982   // evaluate it the general way.
4983   if (i == e) return 0;
4984   
4985   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
4986   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
4987   // 4 if the variable index is into an array of i32.
4988   uint64_t VariableScale = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
4989   
4990   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
4991   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
4992     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
4993     if (!CI) return 0;
4994    
4995     // Compute the aggregate offset of constant indices.
4996     if (CI->isZero()) continue;
4997     
4998     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
4999     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5000       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5001     } else {
5002       uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5003       Offset += Size*CI->getSExtValue();
5004     }
5005   }
5006   
5007   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
5008   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
5009   // the index.
5010   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5011   if (Offset == 0) {
5012     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
5013     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
5014     // computation crosses zero.
5015     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth)
5016       VariableIdx = new TruncInst(VariableIdx, TD.getIntPtrType(),
5017                                   VariableIdx->getNameStart(), &I);
5018     return VariableIdx;
5019   }
5020   
5021   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
5022   // the pointer size, so get it.
5023   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5024   
5025   Offset &= PtrSizeMask;
5026   VariableScale &= PtrSizeMask;
5027
5028   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
5029   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
5030   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
5031   // multiple of the variable scale.
5032   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
5033   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
5034     return 0;
5035
5036   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
5037   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5038   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
5039     VariableIdx = CastInst::createIntegerCast(VariableIdx, IntPtrTy,
5040                                               true /*SExt*/, 
5041                                               VariableIdx->getNameStart(), &I);
5042   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
5043   return BinaryOperator::createAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset", &I);
5044 }
5045
5046
5047 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
5048 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
5049 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
5050                                        ICmpInst::Predicate Cond,
5051                                        Instruction &I) {
5052   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
5053
5054   // Look through bitcasts.
5055   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
5056     RHS = BCI->getOperand(0);
5057
5058   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
5059   if (PtrBase == RHS) {
5060     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
5061     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
5062     // know pointers can't overflow.  See if we can output an optimized form.
5063     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, I, *this);
5064     
5065     // If not, synthesize the offset the hard way.
5066     if (Offset == 0)
5067       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5068     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
5069                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
5070   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
5071     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
5072     // compare the base pointer.
5073     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
5074       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
5075       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
5076                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
5077       if (IndicesTheSame)
5078         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5079           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5080             IndicesTheSame = false;
5081             break;
5082           }
5083
5084       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
5085       if (IndicesTheSame)
5086         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
5087                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
5088
5089       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
5090       // different, bail out.
5091       return 0;
5092     }
5093
5094     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
5095     bool AllZeros = true;
5096     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5097       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
5098           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5099         AllZeros = false;
5100         break;
5101       }
5102     if (AllZeros)
5103       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
5104                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
5105
5106     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
5107     AllZeros = true;
5108     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5109       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
5110           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5111         AllZeros = false;
5112         break;
5113       }
5114     if (AllZeros)
5115       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
5116
5117     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
5118       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
5119       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
5120       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
5121       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5122         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5123           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
5124                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5125             // Irreconcilable differences.
5126             NumDifferences = 2;
5127             break;
5128           } else {
5129             if (NumDifferences++) break;
5130             DiffOperand = i;
5131           }
5132         }
5133
5134       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
5135         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
5136                                    ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5137                                                     isTrueWhenEqual(Cond)));
5138
5139       else if (NumDifferences == 1) {
5140         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
5141         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
5142         // Make sure we do a signed comparison here.
5143         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
5144       }
5145     }
5146
5147     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
5148     // the result to fold to a constant!
5149     if ((isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
5150         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
5151       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
5152       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5153       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
5154       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
5155     }
5156   }
5157   return 0;
5158 }
5159
5160 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
5161   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5162   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5163
5164   // Fold trivial predicates.
5165   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
5166     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Type::Int1Ty));
5167   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
5168     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5169   
5170   // Simplify 'fcmp pred X, X'
5171   if (Op0 == Op1) {
5172     switch (I.getPredicate()) {
5173     default: assert(0 && "Unknown predicate!");
5174     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
5175     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
5176     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
5177       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5178     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
5179     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
5180     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
5181       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
5182       
5183     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
5184     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
5185     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
5186     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
5187       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
5188       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
5189       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5190       return &I;
5191       
5192     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
5193     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
5194     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
5195     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
5196       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
5197       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
5198       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5199       return &I;
5200     }
5201   }
5202     
5203   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
5204     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5205
5206   // Handle fcmp with constant RHS
5207   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5208     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5209       switch (LHSI->getOpcode()) {
5210       case Instruction::PHI:
5211         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5212           return NV;
5213         break;
5214       case Instruction::Select:
5215         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5216         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5217         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5218         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5219         if (LHSI->hasOneUse()) {
5220           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5221             // Fold the known value into the constant operand.
5222             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5223             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5224             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5225                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
5226                                                       I.getName()), I);
5227           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5228             // Fold the known value into the constant operand.
5229             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5230             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5231             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5232                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
5233                                                       I.getName()), I);
5234           }
5235         }
5236
5237         if (Op1)
5238           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5239         break;
5240       }
5241   }
5242
5243   return Changed ? &I : 0;
5244 }
5245
5246 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
5247   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5248   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5249   const Type *Ty = Op0->getType();
5250
5251   // icmp X, X
5252   if (Op0 == Op1)
5253     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5254                                                    isTrueWhenEqual(I)));
5255
5256   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
5257     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5258   
5259   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
5260   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
5261   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
5262        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
5263       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
5264        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
5265     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5266                                                    !isTrueWhenEqual(I)));
5267
5268   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
5269   if (Ty == Type::Int1Ty) {
5270     switch (I.getPredicate()) {
5271     default: assert(0 && "Invalid icmp instruction!");
5272     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq bool %A, %B -> ~(A^B)
5273       Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
5274       InsertNewInstBefore(Xor, I);
5275       return BinaryOperator::createNot(Xor);
5276     }
5277     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq bool %A, %B -> A^B
5278       return BinaryOperator::createXor(Op0, Op1);
5279
5280     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5281     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5282       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp gt -> icmp lt
5283       // FALL THROUGH
5284     case ICmpInst::ICMP_ULT:
5285     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp lt bool A, B -> ~X & Y
5286       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5287       InsertNewInstBefore(Not, I);
5288       return BinaryOperator::createAnd(Not, Op1);
5289     }
5290     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5291     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5292       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ge -> icmp le
5293       // FALL THROUGH
5294     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5295     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp le bool %A, %B -> ~A | B
5296       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5297       InsertNewInstBefore(Not, I);
5298       return BinaryOperator::createOr(Not, Op1);
5299     }
5300     }
5301   }
5302
5303   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
5304   // can be folded into the comparison.
5305   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5306       Value *A, *B;
5307     
5308     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
5309     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
5310         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5311       // (icmp cond A B) if cond is equality
5312       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
5313     }
5314     
5315     switch (I.getPredicate()) {
5316     default: break;
5317     case ICmpInst::ICMP_ULT:                        // A <u MIN -> FALSE
5318       if (CI->isMinValue(false))
5319         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5320       if (CI->isMaxValue(false))                    // A <u MAX -> A != MAX
5321         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0,Op1);
5322       if (isMinValuePlusOne(CI,false))              // A <u MIN+1 -> A == MIN
5323         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5324       // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
5325       if (CI->isMinValue(true))
5326         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
5327                             ConstantInt::getAllOnesValue(Op0->getType()));
5328           
5329       break;
5330
5331     case ICmpInst::ICMP_SLT:
5332       if (CI->isMinValue(true))                    // A <s MIN -> FALSE
5333         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5334       if (CI->isMaxValue(true))                    // A <s MAX -> A != MAX
5335         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5336       if (isMinValuePlusOne(CI,true))              // A <s MIN+1 -> A == MIN
5337         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5338       break;
5339
5340     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5341       if (CI->isMaxValue(false))                  // A >u MAX -> FALSE
5342         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5343       if (CI->isMinValue(false))                  // A >u MIN -> A != MIN
5344         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5345       if (isMaxValueMinusOne(CI, false))          // A >u MAX-1 -> A == MAX
5346         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5347         
5348       // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
5349       if (CI->isMaxValue(true))
5350         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
5351                             ConstantInt::getNullValue(Op0->getType()));
5352       break;
5353
5354     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5355       if (CI->isMaxValue(true))                   // A >s MAX -> FALSE
5356         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5357       if (CI->isMinValue(true))                   // A >s MIN -> A != MIN
5358         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5359       if (isMaxValueMinusOne(CI, true))           // A >s MAX-1 -> A == MAX
5360         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5361       break;
5362
5363     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5364       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
5365         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5366       if (CI->isMinValue(false))                 // A <=u MIN -> A == MIN
5367         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
5368       if (isMaxValueMinusOne(CI,false))          // A <=u MAX-1 -> A != MAX
5369         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
5370       break;
5371
5372     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5373       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
5374         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5375       if (CI->isMinValue(true))                  // A <=s MIN -> A == MIN
5376         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
5377       if (isMaxValueMinusOne(CI,true))           // A <=s MAX-1 -> A != MAX
5378         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
5379       break;
5380
5381     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5382       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
5383         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5384       if (CI->isMaxValue(false))                 // A >=u MAX -> A == MAX
5385         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
5386       if (isMinValuePlusOne(CI,false))           // A >=u MIN-1 -> A != MIN
5387         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
5388       break;
5389
5390     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5391       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
5392         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5393       if (CI->isMaxValue(true))                  // A >=s MAX -> A == MAX
5394         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
5395       if (isMinValuePlusOne(CI,true))            // A >=s MIN-1 -> A != MIN
5396         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
5397       break;
5398     }
5399
5400     // If we still have a icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
5401     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  Since the border cases have
5402     // already been handled above, this requires little checking.
5403     //
5404     switch (I.getPredicate()) {
5405     default: break;
5406     case ICmpInst::ICMP_ULE: 
5407       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, AddOne(CI));
5408     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5409       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0, AddOne(CI));
5410     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5411       return new ICmpInst( ICmpInst::ICMP_UGT, Op0, SubOne(CI));
5412     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5413       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0, SubOne(CI));
5414     }
5415     
5416     // See if we can fold the comparison based on bits known to be zero or one
5417     // in the input.  If this comparison is a normal comparison, it demands all
5418     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
5419     
5420     bool UnusedBit;
5421     bool isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
5422     
5423     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
5424     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
5425     if (SimplifyDemandedBits(Op0, 
5426                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
5427                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
5428                              KnownZero, KnownOne, 0))
5429       return &I;
5430         
5431     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
5432     // in.
5433     if ((KnownOne | KnownZero) != 0) {
5434       // Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
5435       // EQ and NE we use unsigned values.
5436       APInt Min(BitWidth, 0), Max(BitWidth, 0);
5437       const APInt& RHSVal = CI->getValue();
5438       if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate())) {
5439         ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
5440                                                Max);
5441       } else {
5442         ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
5443                                                  Max);
5444       }
5445       switch (I.getPredicate()) {  // LE/GE have been folded already.
5446       default: assert(0 && "Unknown icmp opcode!");
5447       case ICmpInst::ICMP_EQ:
5448         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5449           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5450         break;
5451       case ICmpInst::ICMP_NE:
5452         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5453           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5454         break;
5455       case ICmpInst::ICMP_ULT:
5456         if (Max.ult(RHSVal))
5457           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5458         if (Min.uge(RHSVal))
5459           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5460         break;
5461       case ICmpInst::ICMP_UGT:
5462         if (Min.ugt(RHSVal))
5463           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5464         if (Max.ule(RHSVal))
5465           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5466         break;
5467       case ICmpInst::ICMP_SLT:
5468         if (Max.slt(RHSVal))
5469           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5470         if (Min.sgt(RHSVal))
5471           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5472         break;
5473       case ICmpInst::ICMP_SGT: 
5474         if (Min.sgt(RHSVal))
5475           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5476         if (Max.sle(RHSVal))
5477           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5478         break;
5479       }
5480     }
5481           
5482     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
5483     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
5484     // instruction can be folded into the icmp 
5485     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5486       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
5487         return Res;
5488   }
5489
5490   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
5491   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5492     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5493       switch (LHSI->getOpcode()) {
5494       case Instruction::GetElementPtr:
5495         if (RHSC->isNullValue()) {
5496           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
5497           bool isAllZeros = true;
5498           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
5499             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
5500                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
5501               isAllZeros = false;
5502               break;
5503             }
5504           if (isAllZeros)
5505             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
5506                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
5507         }
5508         break;
5509
5510       case Instruction::PHI:
5511         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5512           return NV;
5513         break;
5514       case Instruction::Select: {
5515         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5516         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5517         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5518         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5519         if (LHSI->hasOneUse()) {
5520           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5521             // Fold the known value into the constant operand.
5522             Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5523             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5524             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5525                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
5526                                                    I.getName()), I);
5527           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5528             // Fold the known value into the constant operand.
5529             Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5530             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5531             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5532                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
5533                                                    I.getName()), I);
5534           }
5535         }
5536
5537         if (Op1)
5538           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5539         break;
5540       }
5541       case Instruction::Malloc:
5542         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
5543         // can assume it is successful and remove the malloc.
5544         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
5545           AddToWorkList(LHSI);
5546           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5547                                                          !isTrueWhenEqual(I)));
5548         }
5549         break;
5550       }
5551   }
5552
5553   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
5554   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
5555     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
5556       return NI;
5557   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
5558     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
5559                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
5560       return NI;
5561
5562   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
5563   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
5564   // now.
5565   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
5566     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
5567         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
5568       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
5569       // operand, where it can often be eliminated completely.
5570       Op0 = CI->getOperand(0);
5571
5572       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
5573       // so eliminate it as well.
5574       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
5575         Op1 = CI2->getOperand(0);
5576
5577       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
5578       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
5579         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5580           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
5581         } else {
5582           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
5583           Op1 = InsertBitCastBefore(Op1, Op0->getType(), I);
5584         }
5585       }
5586       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
5587     }
5588   }
5589   
5590   if (isa<CastInst>(Op0)) {
5591     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
5592     // This comes up when you have code like
5593     //   int X = A < B;
5594     //   if (X) ...
5595     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
5596     // with a constant or another cast from the same type.
5597     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
5598       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
5599         return R;
5600   }
5601   
5602   if (I.isEquality()) {
5603     Value *A, *B, *C, *D;
5604     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5605       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
5606         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
5607         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
5608                             Constant::getNullValue(A->getType()));
5609       }
5610
5611       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5612         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
5613         if (ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(B))
5614           if (ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D))
5615             if (Op1->hasOneUse()) {
5616               Constant *NC = ConstantInt::get(C1->getValue() ^ C2->getValue());
5617               Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(C, NC, "tmp");
5618               return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
5619                                   InsertNewInstBefore(Xor, I));
5620             }
5621         
5622         // A^B == A^D -> B == D
5623         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
5624         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
5625         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
5626         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
5627       }
5628     }
5629     
5630     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5631         (A == Op0 || B == Op0)) {
5632       // A == (A^B)  ->  B == 0
5633       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
5634       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
5635                           Constant::getNullValue(A->getType()));
5636     }
5637     if (match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op1) {
5638       // (A-B) == A  ->  B == 0
5639       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5640                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5641     }
5642     if (match(Op1, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op0) {
5643       // A == (A-B)  ->  B == 0
5644       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5645                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5646     }
5647     
5648     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
5649     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
5650         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
5651         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5652       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5653       
5654       if (A == C) {
5655         X = B; Y = D; Z = A;
5656       } else if (A == D) {
5657         X = B; Y = C; Z = A;
5658       } else if (B == C) {
5659         X = A; Y = D; Z = B;
5660       } else if (B == D) {
5661         X = A; Y = C; Z = B;
5662       }
5663       
5664       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
5665         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(X, Y, "tmp"), I);
5666         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
5667         I.setOperand(0, Op1);
5668         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
5669         return &I;
5670       }
5671     }
5672   }
5673   return Changed ? &I : 0;
5674 }
5675
5676
5677 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
5678 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
5679 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
5680                                           ConstantInt *DivRHS) {
5681   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
5682   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
5683   
5684   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
5685   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
5686   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
5687   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
5688   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
5689   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
5690   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
5691   // if it finds it. 
5692   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
5693   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
5694     return 0;
5695   if (DivRHS->isZero())
5696     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
5697
5698   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
5699   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
5700   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
5701   // instead of computing a divide. 
5702   ConstantInt *Prod = Multiply(CmpRHS, DivRHS);
5703
5704   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
5705   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
5706   // as in the LHS instruction that we're folding. 
5707   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
5708                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
5709
5710   // Get the ICmp opcode
5711   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
5712
5713   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
5714   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
5715   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
5716   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
5717   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
5718   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
5719   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
5720   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
5721   ConstantInt *LoBound = 0, *HiBound = 0;
5722   
5723   
5724   if (!DivIsSigned) {  // udiv
5725     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
5726     LoBound = Prod;
5727     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
5728     if (!HiOverflow)
5729       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, false);
5730   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
5731     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
5732       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
5733       LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
5734       HiBound = DivRHS;
5735     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
5736       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
5737       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
5738       if (!HiOverflow)
5739         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
5740     } else {                       // (X / pos) op neg
5741       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
5742       Constant *DivRHSH = ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS));
5743       LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod,
5744                                    cast<ConstantInt>(DivRHSH), true) ? -1 : 0;
5745       HiBound = AddOne(Prod);
5746       HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
5747     }
5748   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
5749     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
5750       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
5751       LoBound = AddOne(DivRHS);
5752       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
5753       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
5754         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
5755         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
5756       }
5757     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
5758       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
5759       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
5760       if (!LoOverflow)
5761         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod, AddOne(DivRHS), true) ?-1:0;
5762       HiBound = AddOne(Prod);
5763     } else {                       // (X / neg) op neg
5764       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
5765       LoBound = Prod;
5766       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? 1 : 0;
5767       HiBound = Subtract(Prod, DivRHS);
5768     }
5769     
5770     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
5771     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
5772   }
5773
5774   Value *X = DivI->getOperand(0);
5775   switch (Pred) {
5776   default: assert(0 && "Unhandled icmp opcode!");
5777   case ICmpInst::ICMP_EQ:
5778     if (LoOverflow && HiOverflow)
5779       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5780     else if (HiOverflow)
5781       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
5782                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
5783     else if (LoOverflow)
5784       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
5785                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
5786     else
5787       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
5788   case ICmpInst::ICMP_NE:
5789     if (LoOverflow && HiOverflow)
5790       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5791     else if (HiOverflow)
5792       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
5793                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
5794     else if (LoOverflow)
5795       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
5796                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5797     else
5798       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
5799   case ICmpInst::ICMP_ULT:
5800   case ICmpInst::ICMP_SLT:
5801     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
5802       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5803     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
5804       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5805     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
5806   case ICmpInst::ICMP_UGT:
5807   case ICmpInst::ICMP_SGT:
5808     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
5809       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5810     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
5811       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5812     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
5813       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5814     else
5815       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
5816   }
5817 }
5818
5819
5820 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
5821 ///
5822 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
5823                                                           Instruction *LHSI,
5824                                                           ConstantInt *RHS) {
5825   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
5826   
5827   switch (LHSI->getOpcode()) {
5828   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
5829     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
5830       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
5831       // fold the xor.
5832       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
5833           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
5834         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
5835         
5836         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
5837         // the operation, just stop using the Xor.
5838         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
5839           ICI.setOperand(0, CompareVal);
5840           AddToWorkList(LHSI);
5841           return &ICI;
5842         }
5843         
5844         // Was the old condition true if the operand is positive?
5845         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
5846         
5847         // If so, the new one isn't.
5848         isTrueIfPositive ^= true;
5849         
5850         if (isTrueIfPositive)
5851           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal, SubOne(RHS));
5852         else
5853           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal, AddOne(RHS));
5854       }
5855     }
5856     break;
5857   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
5858     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
5859         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
5860       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5861       
5862       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
5863       // and/compare to be the input width without changing the value
5864       // produced, eliminating a cast.
5865       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
5866         // We can do this transformation if either the AND constant does not
5867         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
5868         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
5869         // bit would not work.
5870         if (Cast->hasOneUse() &&
5871             (ICI.isEquality() ||
5872              (AndCST->getValue().isNonNegative() && RHSV.isNonNegative()))) {
5873           uint32_t BitWidth = 
5874             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
5875           APInt NewCST = AndCST->getValue();
5876           NewCST.zext(BitWidth);
5877           APInt NewCI = RHSV;
5878           NewCI.zext(BitWidth);
5879           Instruction *NewAnd = 
5880             BinaryOperator::createAnd(Cast->getOperand(0),
5881                                       ConstantInt::get(NewCST),LHSI->getName());
5882           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5883           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
5884                               ConstantInt::get(NewCI));
5885         }
5886       }
5887       
5888       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
5889       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
5890       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
5891       // access.
5892       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
5893       if (Shift && !Shift->isShift())
5894         Shift = 0;
5895       
5896       ConstantInt *ShAmt;
5897       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
5898       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
5899       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
5900       
5901       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
5902       // into the mask.  This can only happen with signed shift
5903       // rights, as they sign-extend.
5904       if (ShAmt) {
5905         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
5906         if (!CanFold) {
5907           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
5908           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
5909           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
5910           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
5911           
5912           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
5913           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
5914                AndCST->getValue()) == 0)
5915             CanFold = true;
5916         }
5917         
5918         if (CanFold) {
5919           Constant *NewCst;
5920           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5921             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
5922           else
5923             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
5924           
5925           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
5926           // compared.
5927           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != RHS) {
5928             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
5929             // As a special case, check to see if this means that the
5930             // result is always true or false now.
5931             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
5932               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5933             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
5934               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5935           } else {
5936             ICI.setOperand(1, NewCst);
5937             Constant *NewAndCST;
5938             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5939               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
5940             else
5941               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
5942             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
5943             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
5944             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
5945             AddUsesToWorkList(ICI);
5946             return &ICI;
5947           }
5948         }
5949       }
5950       
5951       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
5952       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
5953       // of a loop if Y is invariant and X is not.
5954       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
5955           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
5956           isa<Instruction>(Shift->getOperand(0))) {
5957         // Compute C << Y.
5958         Value *NS;
5959         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
5960           NS = BinaryOperator::createShl(AndCST, 
5961                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
5962         } else {
5963           // Insert a logical shift.
5964           NS = BinaryOperator::createLShr(AndCST,
5965                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
5966         }
5967         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
5968         
5969         // Compute X & (C << Y).
5970         Instruction *NewAnd = 
5971           BinaryOperator::createAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
5972         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5973         
5974         ICI.setOperand(0, NewAnd);
5975         return &ICI;
5976       }
5977     }
5978     break;
5979     
5980   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
5981     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5982     if (!ShAmt) break;
5983     
5984     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
5985     
5986     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
5987     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
5988     // simplified.
5989     if (ShAmt->uge(TypeBits))
5990       break;
5991     
5992     if (ICI.isEquality()) {
5993       // If we are comparing against bits always shifted out, the
5994       // comparison cannot succeed.
5995       Constant *Comp =
5996         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt), ShAmt);
5997       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
5998         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5999         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6000         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6001       }
6002       
6003       if (LHSI->hasOneUse()) {
6004         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6005         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6006         Constant *Mask =
6007           ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits-ShAmtVal));
6008         
6009         Instruction *AndI =
6010           BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
6011                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
6012         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6013         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
6014                             ConstantInt::get(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
6015       }
6016     }
6017     
6018     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
6019     bool TrueIfSigned = false;
6020     if (LHSI->hasOneUse() &&
6021         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
6022       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
6023       Constant *Mask = ConstantInt::get(APInt(TypeBits, 1) <<
6024                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
6025       Instruction *AndI =
6026         BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
6027                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6028       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6029       
6030       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
6031                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
6032     }
6033     break;
6034   }
6035     
6036   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
6037   case Instruction::AShr: {
6038     // Only handle equality comparisons of shift-by-constant.
6039     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6040     if (!ShAmt || !ICI.isEquality()) break;
6041
6042     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6043     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6044     // simplified.
6045     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6046     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6047       break;
6048     
6049     uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6050       
6051     // If we are comparing against bits always shifted out, the
6052     // comparison cannot succeed.
6053     APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
6054     if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
6055       Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
6056     else
6057       Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
6058     
6059     if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
6060       bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6061       Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6062       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6063     }
6064     
6065     // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
6066     // If so, we can compare against the unshifted value:
6067     //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
6068     if (LHSI->hasOneUse() &&
6069         MaskedValueIsZero(LHSI->getOperand(0), 
6070                           APInt::getLowBitsSet(Comp.getBitWidth(), ShAmtVal))) {
6071       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6072                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
6073     }
6074       
6075     if (LHSI->hasOneUse()) {
6076       // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6077       APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
6078       Constant *Mask = ConstantInt::get(Val);
6079       
6080       Instruction *AndI =
6081         BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
6082                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6083       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6084       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
6085                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
6086     }
6087     break;
6088   }
6089     
6090   case Instruction::SDiv:
6091   case Instruction::UDiv:
6092     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
6093     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
6094     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
6095     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
6096     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
6097     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
6098     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
6099       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
6100                                           DivRHS))
6101         return R;
6102     break;
6103
6104   case Instruction::Add:
6105     // Fold: icmp pred (add, X, C1), C2
6106
6107     if (!ICI.isEquality()) {
6108       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6109       if (!LHSC) break;
6110       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
6111
6112       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
6113                             .subtract(LHSV);
6114
6115       if (ICI.isSignedPredicate()) {
6116         if (CR.getLower().isSignBit()) {
6117           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
6118                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
6119         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
6120           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
6121                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
6122         }
6123       } else {
6124         if (CR.getLower().isMinValue()) {
6125           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
6126                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
6127         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
6128           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
6129                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
6130         }
6131       }
6132     }
6133     break;
6134   }
6135   
6136   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
6137   if (ICI.isEquality()) {
6138     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6139     
6140     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
6141     // the second operand is a constant, simplify a bit.
6142     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
6143       switch (BO->getOpcode()) {
6144       case Instruction::SRem:
6145         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
6146         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
6147           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
6148           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
6149             Instruction *NewRem =
6150               BinaryOperator::createURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
6151                                          BO->getName());
6152             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
6153             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem, 
6154                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
6155           }
6156         }
6157         break;
6158       case Instruction::Add:
6159         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
6160         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6161           if (BO->hasOneUse())
6162             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6163                                 Subtract(RHS, BOp1C));
6164         } else if (RHSV == 0) {
6165           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
6166           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
6167           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
6168           
6169           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
6170             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
6171           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
6172             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
6173           else if (BO->hasOneUse()) {
6174             Instruction *Neg = BinaryOperator::createNeg(BOp1);
6175             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
6176             Neg->takeName(BO);
6177             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
6178           }
6179         }
6180         break;
6181       case Instruction::Xor:
6182         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
6183         // the explicit xor.
6184         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
6185           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
6186                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
6187         
6188         // FALLTHROUGH
6189       case Instruction::Sub:
6190         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
6191         if (RHSV == 0)
6192           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6193                               BO->getOperand(1));
6194         break;
6195         
6196       case Instruction::Or:
6197         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
6198         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
6199         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
6200           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
6201           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
6202             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
6203                                                              isICMP_NE));
6204         }
6205         break;
6206         
6207       case Instruction::And:
6208         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6209           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
6210           // comparison can never succeed!
6211           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
6212             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
6213                                                              isICMP_NE));
6214           
6215           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
6216           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
6217             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
6218                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
6219                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
6220           
6221           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
6222           if (isSignBit(BOC)) {
6223             Value *X = BO->getOperand(0);
6224             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
6225             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6226               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
6227             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
6228           }
6229           
6230           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
6231           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
6232             Value *X = BO->getOperand(0);
6233             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
6234             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6235               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
6236             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
6237           }
6238         }
6239       default: break;
6240       }
6241     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
6242       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
6243       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
6244         AddToWorkList(II);
6245         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
6246         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHSV.byteSwap()));
6247         return &ICI;
6248       }
6249     }
6250   } else {  // Not a ICMP_EQ/ICMP_NE
6251             // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
6252             // then since we know the RHS is a constant, try to simlify.
6253     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(LHSI)) {
6254       Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
6255       const Type *SrcTy = CastOp->getType();
6256       uint32_t SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
6257       if (SrcTy->isInteger() && 
6258           SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
6259         // If this is an unsigned comparison, try to make the comparison use
6260         // smaller constant values.
6261         if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSV.isSignBit()) {
6262           // X u< 128 => X s> -1
6263           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CastOp, 
6264                            ConstantInt::get(APInt::getAllOnesValue(SrcTySize)));
6265         } else if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
6266                    RHSV == APInt::getSignedMaxValue(SrcTySize)) {
6267           // X u> 127 => X s< 0
6268           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CastOp, 
6269                               Constant::getNullValue(SrcTy));
6270         }
6271       }
6272     }
6273   }
6274   return 0;
6275 }
6276
6277 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
6278 /// We only handle extending casts so far.
6279 ///
6280 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
6281   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
6282   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
6283   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
6284   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
6285   Value *RHSCIOp;
6286
6287   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
6288   // integer type is the same size as the pointer type.
6289   if (LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
6290       getTargetData().getPointerSizeInBits() == 
6291          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
6292     Value *RHSOp = 0;
6293     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
6294       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
6295     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
6296       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
6297       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
6298       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
6299         RHSOp = InsertBitCastBefore(RHSOp, LHSCIOp->getType(), ICI);
6300     }
6301
6302     if (RHSOp)
6303       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
6304   }
6305   
6306   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
6307   // Enforce this.
6308   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
6309       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
6310     return 0;
6311
6312   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
6313   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
6314
6315   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
6316     // Not an extension from the same type?
6317     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
6318     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
6319       return 0;
6320     
6321     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
6322     // and the other is a zext), then we can't handle this.
6323     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
6324       return 0;
6325
6326     // Deal with equality cases early.
6327     if (ICI.isEquality())
6328       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6329
6330     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
6331     // signed comparison.
6332     if (isSignedCmp && isSignedExt)
6333       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6334
6335     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
6336     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6337   }
6338
6339   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
6340   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6341   if (!CI)
6342     return 0;
6343
6344   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
6345   // reextended to DestTy.
6346   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
6347   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(), Res1, DestTy);
6348
6349   // If the re-extended constant didn't change...
6350   if (Res2 == CI) {
6351     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
6352     // For example, we might have:
6353     //    %A = sext short %X to uint
6354     //    %B = icmp ugt uint %A, 1330
6355     // It is incorrect to transform this into 
6356     //    %B = icmp ugt short %X, 1330 
6357     // because %A may have negative value. 
6358     //
6359     // However, it is OK if SrcTy is bool (See cast-set.ll testcase)
6360     // OR operation is EQ/NE.
6361     if (isSignedExt == isSignedCmp || SrcTy == Type::Int1Ty || ICI.isEquality())
6362       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
6363     else
6364       return 0;
6365   }
6366
6367   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
6368   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
6369
6370   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
6371   // point so handle the ICI.isEquality() cases
6372   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6373     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6374   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6375     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6376
6377   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
6378   // should have been folded away previously and not enter in here.
6379   Value *Result;
6380   if (isSignedCmp) {
6381     // We're performing a signed comparison.
6382     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
6383       Result = ConstantInt::getFalse();          // X < (small) --> false
6384     else
6385       Result = ConstantInt::getTrue();           // X < (large) --> true
6386   } else {
6387     // We're performing an unsigned comparison.
6388     if (isSignedExt) {
6389       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
6390       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
6391       Constant *NegOne = ConstantInt::getAllOnesValue(SrcTy);
6392       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHSCIOp,
6393                                    NegOne, ICI.getName()), ICI);
6394     } else {
6395       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
6396       Result = ConstantInt::getTrue();
6397     }
6398   }
6399
6400   // Finally, return the value computed.
6401   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
6402       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT) {
6403     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
6404   } else {
6405     assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
6406             ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
6407            "ICmp should be folded!");
6408     if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
6409       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
6410     else
6411       return BinaryOperator::createNot(Result);
6412   }
6413 }
6414
6415 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
6416   return commonShiftTransforms(I);
6417 }
6418
6419 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
6420   return commonShiftTransforms(I);
6421 }
6422
6423 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
6424   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
6425     return R;
6426   
6427   Value *Op0 = I.getOperand(0);
6428   
6429   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
6430   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
6431     if (CSI->isAllOnesValue())
6432       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
6433   
6434   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
6435   if (MaskedValueIsZero(Op0, 
6436                       APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits())))
6437     return BinaryOperator::createLShr(Op0, I.getOperand(1));
6438   
6439   return 0;
6440 }
6441
6442 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
6443   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
6444   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
6445
6446   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
6447   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
6448   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
6449       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
6450     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6451   
6452   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
6453     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
6454       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6455     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
6456       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6457   }
6458   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
6459     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
6460       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
6461     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
6462       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6463   }
6464
6465   // Try to fold constant and into select arguments.
6466   if (isa<Constant>(Op0))
6467     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
6468       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
6469         return R;
6470
6471   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
6472     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
6473       return Res;
6474   return 0;
6475 }
6476
6477 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
6478                                                BinaryOperator &I) {
6479   bool isLeftShift    = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
6480
6481   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
6482   // purpose is to compute bits we don't care about.
6483   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6484   APInt KnownZero(TypeBits, 0), KnownOne(TypeBits, 0);
6485   if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(TypeBits),
6486                            KnownZero, KnownOne))
6487     return &I;
6488   
6489   // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
6490   // of a signed value.
6491   //
6492   if (Op1->uge(TypeBits)) {
6493     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
6494       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
6495     else {
6496       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
6497       return &I;
6498     }
6499   }
6500   
6501   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
6502   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
6503     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
6504       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
6505         return BinaryOperator::createMul(BO->getOperand(0),
6506                                          ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
6507   
6508   // Try to fold constant and into select arguments.
6509   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
6510     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
6511       return R;
6512   if (isa<PHINode>(Op0))
6513     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
6514       return NV;
6515   
6516   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
6517   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
6518     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
6519     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
6520     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
6521     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
6522     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
6523     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
6524     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
6525         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
6526       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
6527       Constant *ShAmt = ConstantExpr::getZExt(Op1, TrOp->getType());
6528       Instruction *NSh = BinaryOperator::create(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,
6529                                                 I.getName());
6530       InsertNewInstBefore(NSh, I); // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
6531
6532       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
6533       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
6534       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
6535       // other xforms later if dead.
6536       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6537       unsigned DstSize = TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6538       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
6539       
6540       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
6541       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
6542       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
6543       // mask as appropriate.
6544       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
6545         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
6546       else {
6547         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
6548         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
6549       }
6550
6551       Instruction *And = BinaryOperator::createAnd(NSh, ConstantInt::get(MaskV),
6552                                                    TI->getName());
6553       InsertNewInstBefore(And, I); // shift1 & 0x00FF
6554
6555       // Return the value truncated to the interesting size.
6556       return new TruncInst(And, I.getType());
6557     }
6558   }
6559   
6560   if (Op0->hasOneUse()) {
6561     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6562       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6563       Value *V1, *V2;
6564       ConstantInt *CC;
6565       switch (Op0BO->getOpcode()) {
6566         default: break;
6567         case Instruction::Add:
6568         case Instruction::And:
6569         case Instruction::Or:
6570         case Instruction::Xor: {
6571           // These operators commute.
6572           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6573           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
6574               match(Op0BO->getOperand(1),
6575                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
6576             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6577                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
6578                                             Op0BO->getName());
6579             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6580             Instruction *X = 
6581               BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
6582                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
6583             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
6584             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6585             return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(
6586                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
6587           }
6588           
6589           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
6590           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
6591           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
6592               match(Op0BOOp1, 
6593                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),m_ConstantInt(CC))) &&
6594               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6595               V2 == Op1) {
6596             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6597                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
6598                                                      Op0BO->getName());
6599             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6600             Instruction *XM =
6601               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
6602                                         V1->getName()+".mask");
6603             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
6604             
6605             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
6606           }
6607         }
6608           
6609         // FALL THROUGH.
6610         case Instruction::Sub: {
6611           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6612           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6613               match(Op0BO->getOperand(0),
6614                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
6615             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6616                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
6617                                                      Op0BO->getName());
6618             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6619             Instruction *X =
6620               BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
6621                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
6622             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
6623             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6624             return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(
6625                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
6626           }
6627           
6628           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
6629           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6630               match(Op0BO->getOperand(0),
6631                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
6632                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
6633               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
6634                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6635             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6636                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
6637                                                      Op0BO->getName());
6638             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6639             Instruction *XM =
6640               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
6641                                         V1->getName()+".mask");
6642             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
6643             
6644             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
6645           }
6646           
6647           break;
6648         }
6649       }
6650       
6651       
6652       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
6653       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
6654       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
6655         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
6656         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
6657         
6658         switch (Op0BO->getOpcode()) {
6659           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
6660           case Instruction::Add:
6661             isValid = isLeftShift;
6662             break;
6663           case Instruction::Or:
6664           case Instruction::Xor:
6665             highBitSet = false;
6666             break;
6667           case Instruction::And:
6668             highBitSet = true;
6669             break;
6670         }
6671         
6672         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
6673         // by the logical operation, do not perform the transformation.
6674         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
6675         // the constant which would cause it to be modified for this
6676         // operation.
6677         //
6678         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
6679           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
6680         
6681         if (isValid) {
6682           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
6683           
6684           Instruction *NewShift =
6685             BinaryOperator::create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
6686           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
6687           NewShift->takeName(Op0BO);
6688           
6689           return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
6690                                         NewRHS);
6691         }
6692       }
6693     }
6694   }
6695   
6696   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
6697   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
6698   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
6699     ShiftOp = 0;
6700   
6701   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
6702     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
6703     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
6704     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6705     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
6706     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
6707     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
6708     
6709     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
6710     if (AmtSum > TypeBits)
6711       AmtSum = TypeBits;
6712     
6713     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
6714     
6715     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
6716     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
6717       return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), X,
6718                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6719     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
6720                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
6721       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
6722       return BinaryOperator::createLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6723     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
6724                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6725       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
6726       Instruction *Shift =
6727         BinaryOperator::createAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6728       InsertNewInstBefore(Shift, I);
6729
6730       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6731       return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6732     }
6733     
6734     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
6735     // right.  See if the amounts are equal.
6736     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
6737       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
6738       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6739         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
6740         return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
6741       }
6742       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
6743       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6744         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
6745         return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
6746       }
6747       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
6748       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
6749       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
6750       // generators.
6751       const Type *SExtType = 0;
6752       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
6753       case 1  :
6754       case 8  :
6755       case 16 :
6756       case 32 :
6757       case 64 :
6758       case 128:
6759         SExtType = IntegerType::get(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
6760         break;
6761       default: break;
6762       }
6763       if (SExtType) {
6764         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
6765         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
6766         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
6767       }
6768       // Otherwise, we can't handle it yet.
6769     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
6770       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
6771       
6772       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
6773       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6774         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
6775                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
6776         Instruction *Shift =
6777           BinaryOperator::createShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6778         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6779         
6780         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6781         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6782       }
6783       
6784       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
6785       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6786         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
6787         Instruction *Shift =
6788           BinaryOperator::createLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6789         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6790         
6791         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6792         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6793       }
6794       
6795       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
6796     } else {
6797       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
6798       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
6799
6800       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
6801       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6802         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
6803                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
6804         Instruction *Shift =
6805           BinaryOperator::create(ShiftOp->getOpcode(), X,
6806                                  ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6807         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6808         
6809         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6810         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6811       }
6812       
6813       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
6814       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6815         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
6816         Instruction *Shift =
6817           BinaryOperator::createShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6818         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6819         
6820         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6821         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6822       }
6823       
6824       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
6825     }
6826   }
6827   return 0;
6828 }
6829
6830
6831 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
6832 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
6833 /// X*Scale+Offset.
6834 ///
6835 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
6836                                         int &Offset) {
6837   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
6838   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
6839     Offset = CI->getZExtValue();
6840     Scale  = 0;
6841     return ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
6842   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
6843     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6844       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
6845         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
6846         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
6847         Offset = 0;
6848         return I->getOperand(0);
6849       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
6850         // This value is scaled by 'RHS'.
6851         Scale = RHS->getZExtValue();
6852         Offset = 0;
6853         return I->getOperand(0);
6854       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
6855         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
6856         // where C1 is divisible by C2.
6857         unsigned SubScale;
6858         Value *SubVal = 
6859           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
6860         Offset += RHS->getZExtValue();
6861         Scale = SubScale;
6862         return SubVal;
6863       }
6864     }
6865   }
6866
6867   // Otherwise, we can't look past this.
6868   Scale = 1;
6869   Offset = 0;
6870   return Val;
6871 }
6872
6873
6874 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
6875 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
6876 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
6877                                                    AllocationInst &AI) {
6878   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
6879   
6880   // Remove any uses of AI that are dead.
6881   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
6882   
6883   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
6884     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
6885     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
6886       while (UI != E && *UI == User)
6887         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
6888       
6889       ++NumDeadInst;
6890       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
6891       EraseInstFromFunction(*User);
6892     }
6893   }
6894   
6895   // Get the type really allocated and the type casted to.
6896   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
6897   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
6898   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
6899
6900   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
6901   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
6902   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
6903
6904   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
6905   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
6906   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
6907   if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
6908
6909   uint64_t AllocElTySize = TD->getABITypeSize(AllocElTy);
6910   uint64_t CastElTySize = TD->getABITypeSize(CastElTy);
6911   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
6912
6913   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
6914   // size argument.
6915   unsigned ArraySizeScale;
6916   int ArrayOffset;
6917   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
6918     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
6919  
6920   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
6921   // do the xform.
6922   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
6923       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
6924
6925   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
6926   Value *Amt = 0;
6927   if (Scale == 1) {
6928     Amt = NumElements;
6929   } else {
6930     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
6931     Amt = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Scale);
6932     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
6933       Amt = Multiply(cast<ConstantInt>(NumElements), cast<ConstantInt>(Amt));
6934     // otherwise multiply the amount and the number of elements
6935     else if (Scale != 1) {
6936       Instruction *Tmp = BinaryOperator::createMul(Amt, NumElements, "tmp");
6937       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6938     }
6939   }
6940   
6941   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
6942     Value *Off = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Offset, true);
6943     Instruction *Tmp = BinaryOperator::createAdd(Amt, Off, "tmp");
6944     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6945   }
6946   
6947   AllocationInst *New;
6948   if (isa<MallocInst>(AI))
6949     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6950   else
6951     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6952   InsertNewInstBefore(New, AI);
6953   New->takeName(&AI);
6954   
6955   // If the allocation has multiple uses, insert a cast and change all things
6956   // that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it will
6957   // die soon.
6958   if (!AI.hasOneUse()) {
6959     AddUsesToWorkList(AI);
6960     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
6961     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
6962     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
6963     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
6964     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
6965   }
6966   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
6967 }
6968
6969 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
6970 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
6971 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
6972 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
6973 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
6974 ///
6975 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
6976 /// extension operation if Ty is larger.
6977 bool InstCombiner::CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
6978                                               unsigned CastOpc,
6979                                               int &NumCastsRemoved) {
6980   // We can always evaluate constants in another type.
6981   if (isa<ConstantInt>(V))
6982     return true;
6983   
6984   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
6985   if (!I) return false;
6986   
6987   const IntegerType *OrigTy = cast<IntegerType>(V->getType());
6988   
6989   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
6990   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
6991     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
6992     // it, and this will remove a cast overall.
6993     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
6994       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
6995       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
6996       // casts first.
6997       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)))
6998         ++NumCastsRemoved;
6999       return true;
7000     }
7001   }
7002
7003   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
7004   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
7005   if (!I->hasOneUse()) return false;
7006
7007   switch (I->getOpcode()) {
7008   case Instruction::Add:
7009   case Instruction::Sub:
7010   case Instruction::And:
7011   case Instruction::Or:
7012   case Instruction::Xor:
7013     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
7014     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7015                                       NumCastsRemoved) &&
7016            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7017                                       NumCastsRemoved);
7018
7019   case Instruction::Mul:
7020     // A multiply can be truncated by truncating its operands.
7021     return Ty->getBitWidth() < OrigTy->getBitWidth() && 
7022            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7023                                       NumCastsRemoved) &&
7024            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7025                                       NumCastsRemoved);
7026
7027   case Instruction::Shl:
7028     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
7029     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
7030     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7031       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
7032       if (BitWidth < OrigTy->getBitWidth() && 
7033           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
7034         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7035                                           NumCastsRemoved);
7036     }
7037     break;
7038   case Instruction::LShr:
7039     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
7040     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
7041     // already zeros.
7042     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7043       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getBitWidth();
7044       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
7045       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
7046           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
7047             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
7048           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
7049         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7050                                           NumCastsRemoved);
7051       }
7052     }
7053     break;
7054   case Instruction::ZExt:
7055   case Instruction::SExt:
7056   case Instruction::Trunc:
7057     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
7058     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
7059     // of casts in the input.
7060     if (I->getOpcode() == CastOpc)
7061       return true;
7062     
7063     break;
7064   default:
7065     // TODO: Can handle more cases here.
7066     break;
7067   }
7068   
7069   return false;
7070 }
7071
7072 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
7073 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
7074 /// evaluate the expression.
7075 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
7076                                              bool isSigned) {
7077   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
7078     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
7079
7080   // Otherwise, it must be an instruction.
7081   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
7082   Instruction *Res = 0;
7083   switch (I->getOpcode()) {
7084   case Instruction::Add:
7085   case Instruction::Sub:
7086   case Instruction::Mul:
7087   case Instruction::And:
7088   case Instruction::Or:
7089   case Instruction::Xor:
7090   case Instruction::AShr:
7091   case Instruction::LShr:
7092   case Instruction::Shl: {
7093     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
7094     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
7095     Res = BinaryOperator::create((Instruction::BinaryOps)I->getOpcode(),
7096                                  LHS, RHS, I->getName());
7097     break;
7098   }    
7099   case Instruction::Trunc:
7100   case Instruction::ZExt:
7101   case Instruction::SExt:
7102     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
7103     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
7104     // new.
7105     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
7106       return I->getOperand(0);
7107     
7108     // Otherwise, must be the same type of case, so just reinsert a new one.
7109     Res = CastInst::create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
7110                            Ty, I->getName());
7111     break;
7112   default: 
7113     // TODO: Can handle more cases here.
7114     assert(0 && "Unreachable!");
7115     break;
7116   }
7117   
7118   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
7119 }
7120
7121 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
7122 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
7123   Value *Src = CI.getOperand(0);
7124
7125   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
7126   // eliminate it now.
7127   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
7128     if (Instruction::CastOps opc = 
7129         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
7130       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
7131       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
7132       return CastInst::create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
7133     }
7134   }
7135
7136   // If we are casting a select then fold the cast into the select
7137   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
7138     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
7139       return NV;
7140
7141   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
7142   if (isa<PHINode>(Src))
7143     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
7144       return NV;
7145   
7146   return 0;
7147 }
7148
7149 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
7150 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
7151   Value *Src = CI.getOperand(0);
7152   
7153   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
7154     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
7155     // this into a cast of the original pointer!
7156     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
7157       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
7158       // here because the pointer operand is being replaced with another 
7159       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
7160       AddToWorkList(GEP);
7161       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
7162       return &CI;
7163     }
7164     
7165     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
7166     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
7167     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
7168     // non-type-safe code.
7169     if (GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
7170       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
7171         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
7172         ConstantInt *OffsetV = cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
7173         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
7174         
7175         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
7176         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
7177         const Type *GEPIdxTy =
7178           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
7179         if (GEPIdxTy->isSized()) {
7180           SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
7181           
7182           // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
7183           // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
7184           // is something like [0 x {int, int}]
7185           const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
7186           int64_t FirstIdx = 0;
7187           if (int64_t TySize = TD->getABITypeSize(GEPIdxTy)) {
7188             FirstIdx = Offset/TySize;
7189             Offset %= TySize;
7190           
7191             // Handle silly modulus not returning values values [0..TySize).
7192             if (Offset < 0) {
7193               --FirstIdx;
7194               Offset += TySize;
7195               assert(Offset >= 0);
7196             }
7197             assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize &&"Out of range offset");
7198           }
7199           
7200           NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
7201
7202           // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
7203           while (Offset) {
7204             if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(GEPIdxTy)) {
7205               const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
7206               if (Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes()) {
7207                 unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
7208                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt));
7209               
7210                 Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
7211                 GEPIdxTy = STy->getElementType(Elt);
7212               } else {
7213                 // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7214                 Offset = 0;
7215                 OrigBase = 0;
7216               }
7217             } else if (isa<ArrayType>(GEPIdxTy) || isa<VectorType>(GEPIdxTy)) {
7218               const SequentialType *STy = cast<SequentialType>(GEPIdxTy);
7219               if (uint64_t EltSize = TD->getABITypeSize(STy->getElementType())){
7220                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
7221                 Offset %= EltSize;
7222               } else {
7223                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, 0));
7224               }
7225               GEPIdxTy = STy->getElementType();
7226             } else {
7227               // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7228               Offset = 0;
7229               OrigBase = 0;
7230             }
7231           }
7232           if (OrigBase) {
7233             // If we were able to index down into an element, create the GEP
7234             // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
7235             // two.
7236             Instruction *NGEP = GetElementPtrInst::Create(OrigBase, 
7237                                                           NewIndices.begin(),
7238                                                           NewIndices.end(), "");
7239             InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
7240             NGEP->takeName(GEP);
7241             
7242             if (isa<BitCastInst>(CI))
7243               return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
7244             assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
7245             return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
7246           }
7247         }
7248       }      
7249     }
7250   }
7251     
7252   return commonCastTransforms(CI);
7253 }
7254
7255
7256
7257 /// Only the TRUNC, ZEXT, SEXT, and BITCAST can both operand and result as
7258 /// integer types. This function implements the common transforms for all those
7259 /// cases.
7260 /// @brief Implement the transforms common to CastInst with integer operands
7261 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
7262   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
7263     return Result;
7264
7265   Value *Src = CI.getOperand(0);
7266   const Type *SrcTy = Src->getType();
7267   const Type *DestTy = CI.getType();
7268   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
7269   uint32_t DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
7270
7271   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
7272   // purpose is to compute bits we don't care about.
7273   APInt KnownZero(DestBitSize, 0), KnownOne(DestBitSize, 0);
7274   if (SimplifyDemandedBits(&CI, APInt::getAllOnesValue(DestBitSize),
7275                            KnownZero, KnownOne))
7276     return &CI;
7277
7278   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
7279   // can't do anything more. 
7280   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
7281   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
7282     return 0;
7283
7284   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
7285   int NumCastsRemoved = 0;
7286   if (!isa<BitCastInst>(CI) &&
7287       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, cast<IntegerType>(DestTy),
7288                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
7289     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
7290     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
7291     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
7292     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
7293     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
7294     // require that two casts have been eliminated.
7295     bool DoXForm;
7296     switch (CI.getOpcode()) {
7297     default:
7298       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
7299       // get here because of the check above.
7300       assert(0 && "Unknown cast type");
7301     case Instruction::Trunc:
7302       DoXForm = true;
7303       break;
7304     case Instruction::ZExt:
7305       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
7306       break;
7307     case Instruction::SExt:
7308       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
7309       break;
7310     }
7311     
7312     if (DoXForm) {
7313       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
7314                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
7315       assert(Res->getType() == DestTy);
7316       switch (CI.getOpcode()) {
7317       default: assert(0 && "Unknown cast type!");
7318       case Instruction::Trunc:
7319       case Instruction::BitCast:
7320         // Just replace this cast with the result.
7321         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
7322       case Instruction::ZExt: {
7323         // We need to emit an AND to clear the high bits.
7324         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
7325         Constant *C = ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
7326                                                             SrcBitSize));
7327         return BinaryOperator::createAnd(Res, C);
7328       }
7329       case Instruction::SExt:
7330         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
7331         return CastInst::create(Instruction::SExt,
7332             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
7333                              CI), DestTy);
7334       }
7335     }
7336   }
7337   
7338   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
7339   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
7340
7341   switch (SrcI->getOpcode()) {
7342   case Instruction::Add:
7343   case Instruction::Mul:
7344   case Instruction::And:
7345   case Instruction::Or:
7346   case Instruction::Xor:
7347     // If we are discarding information, rewrite.
7348     if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
7349       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7350       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7351       // only be converting signedness, which is a noop.
7352       if (DestBitSize == SrcBitSize || 
7353           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy,TD) ||
7354           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7355         Instruction::CastOps opcode = CI.getOpcode();
7356         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
7357         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
7358         return BinaryOperator::create(
7359             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7360       }
7361     }
7362
7363     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
7364     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
7365         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
7366         Op1 == ConstantInt::getTrue() &&
7367         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
7368       Value *New = InsertOperandCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, &CI);
7369       return BinaryOperator::createXor(New, ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
7370     }
7371     break;
7372   case Instruction::SDiv:
7373   case Instruction::UDiv:
7374   case Instruction::SRem:
7375   case Instruction::URem:
7376     // If we are just changing the sign, rewrite.
7377     if (DestBitSize == SrcBitSize) {
7378       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7379       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7380       // only be converting signedness, which is a noop.
7381       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) || 
7382           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7383         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
7384                                               Op0, DestTy, SrcI);
7385         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
7386                                               Op1, DestTy, SrcI);
7387         return BinaryOperator::create(
7388           cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7389       }
7390     }
7391     break;
7392
7393   case Instruction::Shl:
7394     // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow 
7395     // changing the size of the shift, UNLESS the shift amount is a 
7396     // constant.  We must not change variable sized shifts to a smaller 
7397     // size, because it is undefined to shift more bits out than exist 
7398     // in the value.
7399     if (DestBitSize == SrcBitSize ||
7400         (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
7401       Instruction::CastOps opcode = (DestBitSize == SrcBitSize ?
7402           Instruction::BitCast : Instruction::Trunc);
7403       Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
7404       Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
7405       return BinaryOperator::createShl(Op0c, Op1c);
7406     }
7407     break;
7408   case Instruction::AShr:
7409     // If this is a signed shr, and if all bits shifted in are about to be
7410     // truncated off, turn it into an unsigned shr to allow greater
7411     // simplifications.
7412     if (DestBitSize < SrcBitSize &&
7413         isa<ConstantInt>(Op1)) {
7414       uint32_t ShiftAmt = cast<ConstantInt>(Op1)->getLimitedValue(SrcBitSize);
7415       if (SrcBitSize > ShiftAmt && SrcBitSize-ShiftAmt >= DestBitSize) {
7416         // Insert the new logical shift right.
7417         return BinaryOperator::createLShr(Op0, Op1);
7418       }
7419     }
7420     break;
7421   }
7422   return 0;
7423 }
7424
7425 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
7426   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7427     return Result;
7428   
7429   Value *Src = CI.getOperand(0);
7430   const Type *Ty = CI.getType();
7431   uint32_t DestBitWidth = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
7432   uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
7433   
7434   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src)) {
7435     switch (SrcI->getOpcode()) {
7436     default: break;
7437     case Instruction::LShr:
7438       // We can shrink lshr to something smaller if we know the bits shifted in
7439       // are already zeros.
7440       if (ConstantInt *ShAmtV = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1))) {
7441         uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
7442         
7443         // Get a mask for the bits shifting in.
7444         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
7445         Value* SrcIOp0 = SrcI->getOperand(0);
7446         if (SrcI->hasOneUse() && MaskedValueIsZero(SrcIOp0, Mask)) {
7447           if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
7448             return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
7449
7450           // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
7451           // shift.
7452           Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcIOp0, Ty, CI);
7453           Value *V2 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcI->getOperand(1),
7454                                        Ty, CI);
7455           return BinaryOperator::createLShr(V1, V2);
7456         }
7457       } else {     // This is a variable shr.
7458         
7459         // Turn 'trunc (lshr X, Y) to bool' into '(X & (1 << Y)) != 0'.  This is
7460         // more LLVM instructions, but allows '1 << Y' to be hoisted if
7461         // loop-invariant and CSE'd.
7462         if (CI.getType() == Type::Int1Ty && SrcI->hasOneUse()) {
7463           Value *One = ConstantInt::get(SrcI->getType(), 1);
7464
7465           Value *V = InsertNewInstBefore(
7466               BinaryOperator::createShl(One, SrcI->getOperand(1),
7467                                      "tmp"), CI);
7468           V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(V,
7469                                                             SrcI->getOperand(0),
7470                                                             "tmp"), CI);
7471           Value *Zero = Constant::getNullValue(V->getType());
7472           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, Zero);
7473         }
7474       }
7475       break;
7476     }
7477   }
7478   
7479   return 0;
7480 }
7481
7482 /// transformZExtICmp - Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations
7483 /// in order to eliminate the icmp.
7484 Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
7485                                              bool DoXform) {
7486   // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
7487   // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
7488   // cast to integer to avoid the comparison.
7489   if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
7490     const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
7491       
7492     // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
7493     // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
7494     if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
7495         (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())) {
7496       if (!DoXform) return ICI;
7497
7498       Value *In = ICI->getOperand(0);
7499       Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
7500                                    In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
7501       In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createLShr(In, Sh,
7502                                                         In->getName()+".lobit"),
7503                                CI);
7504       if (In->getType() != CI.getType())
7505         In = CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(),
7506                                          false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
7507
7508       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
7509         Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
7510         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(In, One,
7511                                                          In->getName()+".not"),
7512                                  CI);
7513       }
7514
7515       return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7516     }
7517       
7518       
7519       
7520     // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
7521     // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
7522     // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
7523     // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
7524     // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
7525     // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
7526     // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
7527     // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
7528     if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
7529         // This only works for EQ and NE
7530         ICI->isEquality()) {
7531       // If Op1C some other power of two, convert:
7532       uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
7533       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
7534       APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
7535       ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
7536         
7537       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
7538       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
7539         if (!DoXform) return ICI;
7540
7541         bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7542         if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
7543           // (X&4) == 2 --> false
7544           // (X&4) != 2 --> true
7545           Constant *Res = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, isNE);
7546           Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
7547           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
7548         }
7549           
7550         uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
7551         Value *In = ICI->getOperand(0);
7552         if (ShiftAmt) {
7553           // Perform a logical shr by shiftamt.
7554           // Insert the shift to put the result in the low bit.
7555           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createLShr(In,
7556                                   ConstantInt::get(In->getType(), ShiftAmt),
7557                                                    In->getName()+".lobit"), CI);
7558         }
7559           
7560         if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
7561           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
7562           In = BinaryOperator::createXor(In, One, "tmp");
7563           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
7564         }
7565           
7566         if (CI.getType() == In->getType())
7567           return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7568         else
7569           return CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
7570       }
7571     }
7572   }
7573
7574   return 0;
7575 }
7576
7577 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
7578   // If one of the common conversion will work ..
7579   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7580     return Result;
7581
7582   Value *Src = CI.getOperand(0);
7583
7584   // If this is a cast of a cast
7585   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
7586     // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
7587     // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
7588     // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
7589     if (isa<TruncInst>(CSrc)) {
7590       // Get the sizes of the types involved
7591       Value *A = CSrc->getOperand(0);
7592       uint32_t SrcSize = A->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7593       uint32_t MidSize = CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7594       uint32_t DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7595       // If we're actually extending zero bits and the trunc is a no-op
7596       if (MidSize < DstSize && SrcSize == DstSize) {
7597         // Replace both of the casts with an And of the type mask.
7598         APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
7599         Constant *AndConst = ConstantInt::get(AndValue);
7600         Instruction *And = 
7601           BinaryOperator::createAnd(CSrc->getOperand(0), AndConst);
7602         // Unfortunately, if the type changed, we need to cast it back.
7603         if (And->getType() != CI.getType()) {
7604           And->setName(CSrc->getName()+".mask");
7605           InsertNewInstBefore(And, CI);
7606           And = CastInst::createIntegerCast(And, CI.getType(), false/*ZExt*/);
7607         }
7608         return And;
7609       }
7610     }
7611   }
7612
7613   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src))
7614     return transformZExtICmp(ICI, CI);
7615
7616   BinaryOperator *SrcI = dyn_cast<BinaryOperator>(Src);
7617   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Or) {
7618     // zext (or icmp, icmp) --> or (zext icmp), (zext icmp) if at least one
7619     // of the (zext icmp) will be transformed.
7620     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(0));
7621     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(1));
7622     if (LHS && RHS && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
7623         (transformZExtICmp(LHS, CI, false) ||
7624          transformZExtICmp(RHS, CI, false))) {
7625       Value *LCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, LHS, CI.getType(), CI);
7626       Value *RCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, RHS, CI.getType(), CI);
7627       return BinaryOperator::create(Instruction::Or, LCast, RCast);
7628     }
7629   }
7630
7631   return 0;
7632 }
7633
7634 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
7635   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
7636     return I;
7637   
7638   Value *Src = CI.getOperand(0);
7639   
7640   // sext (x <s 0) -> ashr x, 31   -> all ones if signed
7641   // sext (x >s -1) -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
7642   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src)) {
7643     // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
7644     // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
7645     // cast to integer to avoid the comparison.
7646     if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
7647       const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
7648       
7649       // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
7650       // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
7651       if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
7652           (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())){
7653         Value *In = ICI->getOperand(0);
7654         Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
7655                                      In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
7656         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAShr(In, Sh,
7657                                                         In->getName()+".lobit"),
7658                                  CI);
7659         if (In->getType() != CI.getType())
7660           In = CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(),
7661                                            true/*SExt*/, "tmp", &CI);
7662         
7663         if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT)
7664           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(In,
7665                                      In->getName()+".not"), CI);
7666         
7667         return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7668       }
7669     }
7670   }
7671       
7672   return 0;
7673 }
7674
7675 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
7676 /// in the specified FP type without changing its value.
7677 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem) {
7678   APFloat F = CFP->getValueAPF();
7679   if (F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven) == APFloat::opOK)
7680     return ConstantFP::get(F);
7681   return 0;
7682 }
7683
7684 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
7685 /// through it until we get the source value.
7686 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V) {
7687   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
7688     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
7689       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0));
7690   
7691   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
7692   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
7693   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
7694   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
7695     if (CFP->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
7696       return V;  // No constant folding of this.
7697     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
7698     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle))
7699       return V;
7700     if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
7701       return V;  // Won't shrink.
7702     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble))
7703       return V;
7704     // Don't try to shrink to various long double types.
7705   }
7706   
7707   return V;
7708 }
7709
7710 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
7711   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
7712     return I;
7713   
7714   // If we have fptrunc(add (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
7715   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
7716   // the add as the smaller type.  This applies to add/sub/mul/div as well as
7717   // many builtins (sqrt, etc).
7718   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
7719   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
7720     switch (OpI->getOpcode()) {
7721     default: break;
7722     case Instruction::Add:
7723     case Instruction::Sub:
7724     case Instruction::Mul:
7725     case Instruction::FDiv:
7726     case Instruction::FRem:
7727       const Type *SrcTy = OpI->getType();
7728       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0));
7729       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1));
7730       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
7731           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
7732         unsigned DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7733         // If the source types were both smaller than the destination type of
7734         // the cast, do this xform.
7735         if (LHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize &&
7736             RHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize) {
7737           LHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, LHSTrunc,
7738                                       CI.getType(), CI);
7739           RHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, RHSTrunc,
7740                                       CI.getType(), CI);
7741           return BinaryOperator::create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
7742         }
7743       }
7744       break;  
7745     }
7746   }
7747   return 0;
7748 }
7749
7750 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
7751   return commonCastTransforms(CI);
7752 }
7753
7754 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(CastInst &CI) {
7755   return commonCastTransforms(CI);
7756 }
7757
7758 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(CastInst &CI) {
7759   return commonCastTransforms(CI);
7760 }
7761
7762 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
7763   return commonCastTransforms(CI);
7764 }
7765
7766 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
7767   return commonCastTransforms(CI);
7768 }
7769
7770 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(CastInst &CI) {
7771   return commonPointerCastTransforms(CI);
7772 }
7773
7774 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
7775   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
7776     return I;
7777   
7778   const Type *DestPointee = cast<PointerType>(CI.getType())->getElementType();
7779   if (!DestPointee->isSized()) return 0;
7780
7781   // If this is inttoptr(add (ptrtoint x), cst), try to turn this into a GEP.
7782   ConstantInt *Cst;
7783   Value *X;
7784   if (match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Cast<PtrToIntInst>(m_Value(X)),
7785                                     m_ConstantInt(Cst)))) {
7786     // If the source and destination operands have the same type, see if this
7787     // is a single-index GEP.
7788     if (X->getType() == CI.getType()) {
7789       // Get the size of the pointee type.
7790       uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
7791
7792       // Convert the constant to intptr type.
7793       APInt Offset = Cst->getValue();
7794       Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
7795
7796       // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
7797       if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
7798         Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
7799         return GetElementPtrInst::Create(X, ConstantInt::get(Offset));
7800       }
7801     }
7802     // TODO: Could handle other cases, e.g. where add is indexing into field of
7803     // struct etc.
7804   } else if (CI.getOperand(0)->hasOneUse() &&
7805              match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst)))) {
7806     // Otherwise, if this is inttoptr(add x, cst), try to turn this into an
7807     // "inttoptr+GEP" instead of "add+intptr".
7808     
7809     // Get the size of the pointee type.
7810     uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
7811     
7812     // Convert the constant to intptr type.
7813     APInt Offset = Cst->getValue();
7814     Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
7815     
7816     // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
7817     if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
7818       Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
7819       
7820       Instruction *P = InsertNewInstBefore(new IntToPtrInst(X, CI.getType(),
7821                                                             "tmp"), CI);
7822       return GetElementPtrInst::Create(P, ConstantInt::get(Offset), "tmp");
7823     }
7824   }
7825   return 0;
7826 }
7827
7828 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
7829   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
7830   // otherwise just apply the common ones.
7831   Value *Src = CI.getOperand(0);
7832   const Type *SrcTy = Src->getType();
7833   const Type *DestTy = CI.getType();
7834
7835   if (SrcTy->isInteger() && DestTy->isInteger()) {
7836     if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7837       return Result;
7838   } else if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
7839     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
7840       return I;
7841   } else {
7842     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
7843       return Result;
7844   }
7845
7846
7847   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
7848   // be replaced by the operand.
7849   if (DestTy == Src->getType())
7850     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
7851
7852   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
7853     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
7854     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
7855     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
7856     
7857     // If the address spaces don't match, don't eliminate the bitcast, which is
7858     // required for changing types.
7859     if (SrcPTy->getAddressSpace() != DstPTy->getAddressSpace())
7860       return 0;
7861     
7862     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
7863     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
7864     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
7865       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
7866         return V;
7867     
7868     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
7869     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
7870     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
7871     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
7872     unsigned NumZeros = 0;
7873     while (SrcElTy != DstElTy && 
7874            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
7875            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
7876       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
7877       ++NumZeros;
7878     }
7879
7880     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
7881     if (SrcElTy == DstElTy) {
7882       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
7883       return GetElementPtrInst::Create(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "", 
7884                                        ((Instruction*) NULL));
7885     }
7886   }
7887
7888   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
7889     if (SVI->hasOneUse()) {
7890       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
7891       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
7892       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
7893           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() == 
7894                 SVI->getType()->getNumElements()) {
7895         CastInst *Tmp;
7896         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
7897         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
7898         // us to eliminate at least one cast.
7899         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
7900              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
7901             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
7902              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
7903           Value *LHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
7904                                                SVI->getOperand(0), DestTy, &CI);
7905           Value *RHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
7906                                                SVI->getOperand(1), DestTy, &CI);
7907           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
7908           // know the vector types match #elts.
7909           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
7910         }
7911       }
7912     }
7913   }
7914   return 0;
7915 }
7916
7917 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
7918 ///   %C = or %A, %B
7919 ///   %D = select %cond, %C, %A
7920 /// into:
7921 ///   %C = select %cond, %B, 0
7922 ///   %D = or %A, %C
7923 ///
7924 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
7925 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
7926 /// equal the other incoming value of the select.
7927 ///
7928 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
7929   switch (I->getOpcode()) {
7930   case Instruction::Add:
7931   case Instruction::Mul:
7932   case Instruction::And:
7933   case Instruction::Or:
7934   case Instruction::Xor:
7935     return 3;              // Can fold through either operand.
7936   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
7937   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
7938   case Instruction::LShr:
7939   case Instruction::AShr:
7940     return 1;
7941   default:
7942     return 0;              // Cannot fold
7943   }
7944 }
7945
7946 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
7947 /// function, return the identity constant that goes into the select.
7948 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
7949   switch (I->getOpcode()) {
7950   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
7951   case Instruction::Add:
7952   case Instruction::Sub:
7953   case Instruction::Or:
7954   case Instruction::Xor:
7955   case Instruction::Shl:
7956   case Instruction::LShr:
7957   case Instruction::AShr:
7958     return Constant::getNullValue(I->getType());
7959   case Instruction::And:
7960     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
7961   case Instruction::Mul:
7962     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
7963   }
7964 }
7965
7966 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
7967 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
7968 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
7969                                           Instruction *FI) {
7970   if (TI->getNumOperands() == 1) {
7971     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
7972     // merge.
7973     if (TI->isCast()) {
7974       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
7975         return 0;
7976     } else {
7977       return 0;  // unknown unary op.
7978     }
7979
7980     // Fold this by inserting a select from the input values.
7981     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
7982                                            FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
7983     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
7984     return CastInst::create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
7985                             TI->getType());
7986   }
7987
7988   // Only handle binary operators here.
7989   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
7990     return 0;
7991
7992   // Figure out if the operations have any operands in common.
7993   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
7994   bool MatchIsOpZero;
7995   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
7996     MatchOp  = TI->getOperand(0);
7997     OtherOpT = TI->getOperand(1);
7998     OtherOpF = FI->getOperand(1);
7999     MatchIsOpZero = true;
8000   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
8001     MatchOp  = TI->getOperand(1);
8002     OtherOpT = TI->getOperand(0);
8003     OtherOpF = FI->getOperand(0);
8004     MatchIsOpZero = false;
8005   } else if (!TI->isCommutative()) {
8006     return 0;
8007   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
8008     MatchOp  = TI->getOperand(0);
8009     OtherOpT = TI->getOperand(1);
8010     OtherOpF = FI->getOperand(0);
8011     MatchIsOpZero = true;
8012   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
8013     MatchOp  = TI->getOperand(1);
8014     OtherOpT = TI->getOperand(0);
8015     OtherOpF = FI->getOperand(1);
8016     MatchIsOpZero = true;
8017   } else {
8018     return 0;
8019   }
8020
8021   // If we reach here, they do have operations in common.
8022   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
8023                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
8024   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
8025
8026   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
8027     if (MatchIsOpZero)
8028       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
8029     else
8030       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
8031   }
8032   assert(0 && "Shouldn't get here");
8033   return 0;
8034 }
8035
8036 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
8037   Value *CondVal = SI.getCondition();
8038   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
8039   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
8040
8041   // select true, X, Y  -> X
8042   // select false, X, Y -> Y
8043   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
8044     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
8045
8046   // select C, X, X -> X
8047   if (TrueVal == FalseVal)
8048     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8049
8050   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
8051     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8052   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
8053     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8054   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
8055     if (isa<Constant>(TrueVal))
8056       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8057     else
8058       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8059   }
8060
8061   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
8062     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
8063       if (C->getZExtValue()) {
8064         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
8065         return BinaryOperator::createOr(CondVal, FalseVal);
8066       } else {
8067         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
8068         Value *NotCond =
8069           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
8070                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
8071         return BinaryOperator::createAnd(NotCond, FalseVal);
8072       }
8073     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
8074       if (C->getZExtValue() == false) {
8075         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
8076         return BinaryOperator::createAnd(CondVal, TrueVal);
8077       } else {
8078         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
8079         Value *NotCond =
8080           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
8081                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
8082         return BinaryOperator::createOr(NotCond, TrueVal);
8083       }
8084     }
8085     
8086     // select a, b, a  -> a&b
8087     // select a, a, b  -> a|b
8088     if (CondVal == TrueVal)
8089       return BinaryOperator::createOr(CondVal, FalseVal);
8090     else if (CondVal == FalseVal)
8091       return BinaryOperator::createAnd(CondVal, TrueVal);
8092   }
8093
8094   // Selecting between two integer constants?
8095   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
8096     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
8097       // select C, 1, 0 -> zext C to int
8098       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
8099         return CastInst::create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
8100       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
8101         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
8102         Value *NotCond =
8103           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
8104                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
8105         return CastInst::create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
8106       }
8107       
8108       // FIXME: Turn select 0/-1 and -1/0 into sext from condition!
8109
8110       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
8111
8112         // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31
8113         if (TrueValC->isAllOnesValue() && FalseValC->isZero())
8114           if (ConstantInt *CmpCst = dyn_cast<ConstantInt>(IC->getOperand(1))) {
8115             if (IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && CmpCst->isZero()) {
8116               // The comparison constant and the result are not neccessarily the
8117               // same width. Make an all-ones value by inserting a AShr.
8118               Value *X = IC->getOperand(0);
8119               uint32_t Bits = X->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8120               Constant *ShAmt = ConstantInt::get(X->getType(), Bits-1);
8121               Instruction *SRA = BinaryOperator::create(Instruction::AShr, X,
8122                                                         ShAmt, "ones");
8123               InsertNewInstBefore(SRA, SI);
8124               
8125               // Finally, convert to the type of the select RHS.  We figure out
8126               // if this requires a SExt, Trunc or BitCast based on the sizes.
8127               Instruction::CastOps opc = Instruction::BitCast;
8128               uint32_t SRASize = SRA->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8129               uint32_t SISize  = SI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8130               if (SRASize < SISize)
8131                 opc = Instruction::SExt;
8132               else if (SRASize > SISize)
8133                 opc = Instruction::Trunc;
8134               return CastInst::create(opc, SRA, SI.getType());
8135             }
8136           }
8137
8138
8139         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
8140         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
8141         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
8142         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
8143         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
8144           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
8145               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
8146             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
8147               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
8148                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
8149                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
8150                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
8151                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
8152                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
8153                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
8154                 // true or false val is the zero.
8155                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
8156                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8157                 Value *V = ICA;
8158                 if (ShouldNotVal)
8159                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::create(
8160                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
8161                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
8162               }
8163       }
8164     }
8165
8166   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8167   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
8168     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
8169       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8170       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8171         // This is not safe in general for floating point:  
8172         // consider X== -0, Y== +0.
8173         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8174         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8175         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8176               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8177             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8178              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8179         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8180       }
8181       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8182       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8183         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8184       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
8185
8186     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
8187       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8188       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8189         // This is not safe in general for floating point:  
8190         // consider X== -0, Y== +0.
8191         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8192         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8193         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8194               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8195             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8196              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8197           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8198       }
8199       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8200       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8201         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8202       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
8203     }
8204   }
8205
8206   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8207   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal)) {
8208     if (ICI->getOperand(0) == TrueVal && ICI->getOperand(1) == FalseVal) {
8209       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8210       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
8211         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8212       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8213       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
8214         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8215       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
8216
8217     } else if (ICI->getOperand(0) == FalseVal && ICI->getOperand(1) == TrueVal){
8218       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8219       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
8220         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8221       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8222       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
8223         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8224       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
8225     }
8226   }
8227
8228   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
8229     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
8230       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
8231         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
8232
8233         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
8234         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
8235           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
8236             return IV;
8237
8238         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
8239         // even legal for FP.
8240         if (TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8241             FI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8242           AddOp = FI; SubOp = TI;
8243         } else if (FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8244                    TI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8245           AddOp = TI; SubOp = FI;
8246         }
8247
8248         if (AddOp) {
8249           Value *OtherAddOp = 0;
8250           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
8251             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
8252           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
8253             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
8254           }
8255
8256           if (OtherAddOp) {
8257             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
8258             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
8259             Value *NegVal;  // Compute -Z
8260             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
8261               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
8262             } else {
8263               NegVal = InsertNewInstBefore(
8264                     BinaryOperator::createNeg(SubOp->getOperand(1), "tmp"), SI);
8265             }
8266
8267             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
8268             Value *NewFalseOp = NegVal;
8269             if (AddOp != TI)
8270               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
8271             Instruction *NewSel =
8272               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,NewFalseOp,SI.getName()+".p");
8273
8274             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
8275             return BinaryOperator::createAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
8276           }
8277         }
8278       }
8279
8280   // See if we can fold the select into one of our operands.
8281   if (SI.getType()->isInteger()) {
8282     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
8283     // transformation we are doing here.
8284     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
8285       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
8286           !isa<Constant>(FalseVal))
8287         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
8288           unsigned OpToFold = 0;
8289           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
8290             OpToFold = 1;
8291           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
8292             OpToFold = 2;
8293           }
8294
8295           if (OpToFold) {
8296             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
8297             Instruction *NewSel =
8298               SelectInst::Create(SI.getCondition(), TVI->getOperand(2-OpToFold), C);
8299             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
8300             NewSel->takeName(TVI);
8301             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
8302               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
8303             else {
8304               assert(0 && "Unknown instruction!!");
8305             }
8306           }
8307         }
8308
8309     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
8310       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
8311           !isa<Constant>(TrueVal))
8312         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
8313           unsigned OpToFold = 0;
8314           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
8315             OpToFold = 1;
8316           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
8317             OpToFold = 2;
8318           }
8319
8320           if (OpToFold) {
8321             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
8322             Instruction *NewSel =
8323               SelectInst::Create(SI.getCondition(), C, FVI->getOperand(2-OpToFold));
8324             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
8325             NewSel->takeName(FVI);
8326             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
8327               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
8328             else
8329               assert(0 && "Unknown instruction!!");
8330           }
8331         }
8332   }
8333
8334   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
8335     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
8336     SI.setOperand(1, FalseVal);
8337     SI.setOperand(2, TrueVal);
8338     return &SI;
8339   }
8340
8341   return 0;
8342 }
8343
8344 /// EnforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
8345 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
8346 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
8347 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
8348 /// their preferred alignment from the beginning.
8349 ///
8350 static unsigned EnforceKnownAlignment(Value *V,
8351                                       unsigned Align, unsigned PrefAlign) {
8352
8353   User *U = dyn_cast<User>(V);
8354   if (!U) return Align;
8355
8356   switch (getOpcode(U)) {
8357   default: break;
8358   case Instruction::BitCast:
8359     return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
8360   case Instruction::GetElementPtr: {
8361     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
8362     bool AllZeroOperands = true;
8363     for (unsigned i = 1, e = U->getNumOperands(); i != e; ++i)
8364       if (!isa<Constant>(U->getOperand(i)) ||
8365           !cast<Constant>(U->getOperand(i))->isNullValue()) {
8366         AllZeroOperands = false;
8367         break;
8368       }
8369
8370     if (AllZeroOperands) {
8371       // Treat this like a bitcast.
8372       return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
8373     }
8374     break;
8375   }
8376   }
8377
8378   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
8379     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
8380     // of the global.
8381     if (!GV->isDeclaration()) {
8382       GV->setAlignment(PrefAlign);
8383       Align = PrefAlign;
8384     }
8385   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
8386     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.  We
8387     // don't do this for malloc, because some systems can't respect the request.
8388     if (isa<AllocaInst>(AI)) {
8389       AI->setAlignment(PrefAlign);
8390       Align = PrefAlign;
8391     }
8392   }
8393
8394   return Align;
8395 }
8396
8397 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
8398 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
8399 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
8400 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
8401 unsigned InstCombiner::GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
8402                                                   unsigned PrefAlign) {
8403   unsigned BitWidth = TD ? TD->getTypeSizeInBits(V->getType()) :
8404                       sizeof(PrefAlign) * CHAR_BIT;
8405   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
8406   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
8407   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne);
8408   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
8409   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
8410
8411   if (PrefAlign > Align)
8412     Align = EnforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
8413   
8414     // We don't need to make any adjustment.
8415   return Align;
8416 }
8417
8418 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
8419   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1));
8420   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2));
8421   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
8422   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment()->getZExtValue();
8423
8424   if (CopyAlign < MinAlign) {
8425     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, MinAlign));
8426     return MI;
8427   }
8428   
8429   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
8430   // load/store.
8431   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
8432   if (MemOpLength == 0) return 0;
8433   
8434   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
8435   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
8436   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
8437   // case.
8438   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
8439   if (Size == 0 || Size > 8 || (Size&(Size-1)))
8440     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
8441   
8442   // Use an integer load+store unless we can find something better.
8443   Type *NewPtrTy = PointerType::getUnqual(IntegerType::get(Size<<3));
8444   
8445   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
8446   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
8447   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
8448   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
8449   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
8450   // integer datatype.
8451   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
8452     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
8453     if (SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
8454       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
8455       // down through these levels if so.
8456       while (!SrcETy->isFirstClassType()) {
8457         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
8458           if (STy->getNumElements() == 1)
8459             SrcETy = STy->getElementType(0);
8460           else
8461             break;
8462         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
8463           if (ATy->getNumElements() == 1)
8464             SrcETy = ATy->getElementType();
8465           else
8466             break;
8467         } else
8468           break;
8469       }
8470       
8471       if (SrcETy->isFirstClassType())
8472         NewPtrTy = PointerType::getUnqual(SrcETy);
8473     }
8474   }
8475   
8476   
8477   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
8478   // infer, use it.
8479   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
8480   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
8481   
8482   Value *Src = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(2), NewPtrTy, *MI);
8483   Value *Dest = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(1), NewPtrTy, *MI);
8484   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
8485   InsertNewInstBefore(L, *MI);
8486   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
8487
8488   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
8489   MI->setOperand(3, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
8490   return MI;
8491 }
8492
8493 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
8494 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
8495 /// the heavy lifting.
8496 ///
8497 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
8498   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
8499   if (!II) return visitCallSite(&CI);
8500   
8501   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
8502   // visitCallSite.
8503   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
8504     bool Changed = false;
8505
8506     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
8507     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
8508       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
8509
8510       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
8511         if (CI->getZExtValue() == 1) {
8512           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
8513           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
8514           // alignment is sufficient.
8515         }
8516     }
8517
8518     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
8519     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
8520     // into a call to memcpy.
8521     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
8522       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
8523         if (GVSrc->isConstant()) {
8524           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
8525           Intrinsic::ID MemCpyID;
8526           if (CI.getOperand(3)->getType() == Type::Int32Ty)
8527             MemCpyID = Intrinsic::memcpy_i32;
8528           else
8529             MemCpyID = Intrinsic::memcpy_i64;
8530           CI.setOperand(0, Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID));
8531           Changed = true;
8532         }
8533     }
8534
8535     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
8536     // set, update the alignment.
8537     if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
8538       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
8539         return I;
8540     } else if (isa<MemSetInst>(MI)) {
8541       unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest());
8542       if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Alignment) {
8543         MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Alignment));
8544         Changed = true;
8545       }
8546     }
8547           
8548     if (Changed) return II;
8549   } else {
8550     switch (II->getIntrinsicID()) {
8551     default: break;
8552     case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
8553     case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
8554     case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
8555     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
8556     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
8557       // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
8558       // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
8559       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
8560         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),
8561                                          PointerType::getUnqual(II->getType()),
8562                                          CI);
8563         return new LoadInst(Ptr);
8564       }
8565       break;
8566     case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
8567     case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
8568       // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
8569       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), 16) >= 16) {
8570         const Type *OpPtrTy = 
8571           PointerType::getUnqual(II->getOperand(1)->getType());
8572         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(2), OpPtrTy, CI);
8573         return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
8574       }
8575       break;
8576     case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
8577     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
8578     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
8579     case Intrinsic::x86_sse2_storel_dq:
8580       // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
8581       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
8582         const Type *OpPtrTy = 
8583           PointerType::getUnqual(II->getOperand(2)->getType());
8584         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1), OpPtrTy, CI);
8585         return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
8586       }
8587       break;
8588       
8589     case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
8590       // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
8591       // we can simplify the input based on that, do so now.
8592       uint64_t UndefElts;
8593       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), 1, 
8594                                                 UndefElts)) {
8595         II->setOperand(1, V);
8596         return II;
8597       }
8598       break;
8599     }
8600       
8601     case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
8602       // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
8603       if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
8604         assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
8605         
8606         // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
8607         bool AllEltsOk = true;
8608         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
8609           if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
8610               !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
8611             AllEltsOk = false;
8612             break;
8613           }
8614         }
8615         
8616         if (AllEltsOk) {
8617           // Cast the input vectors to byte vectors.
8618           Value *Op0 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),Mask->getType(),CI);
8619           Value *Op1 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(2),Mask->getType(),CI);
8620           Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
8621           
8622           // Only extract each element once.
8623           Value *ExtractedElts[32];
8624           memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
8625           
8626           for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
8627             if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
8628               continue;
8629             unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
8630             Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
8631             
8632             if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
8633               Instruction *Elt = 
8634                 new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, Idx&15, "tmp");
8635               InsertNewInstBefore(Elt, CI);
8636               ExtractedElts[Idx] = Elt;
8637             }
8638           
8639             // Insert this value into the result vector.
8640             Result = InsertElementInst::Create(Result, ExtractedElts[Idx], i, "tmp");
8641             InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
8642           }
8643           return CastInst::create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
8644         }
8645       }
8646       break;
8647
8648     case Intrinsic::stackrestore: {
8649       // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
8650       // happen when variable allocas are DCE'd.
8651       if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
8652         if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
8653           BasicBlock::iterator BI = SS;
8654           if (&*++BI == II)
8655             return EraseInstFromFunction(CI);
8656         }
8657       }
8658       
8659       // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
8660       // same block without an intervening call/alloca.
8661       BasicBlock::iterator BI = II;
8662       TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
8663       bool CannotRemove = false;
8664       for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
8665         if (isa<AllocaInst>(BI)) {
8666           CannotRemove = true;
8667           break;
8668         }
8669         if (isa<CallInst>(BI)) {
8670           if (!isa<IntrinsicInst>(BI)) {
8671             CannotRemove = true;
8672             break;
8673           }
8674           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
8675           return EraseInstFromFunction(CI);
8676         }
8677       }
8678       
8679       // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
8680       // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
8681       if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)))
8682         return EraseInstFromFunction(CI);
8683       break;
8684     }
8685     }
8686   }
8687
8688   return visitCallSite(II);
8689 }
8690
8691 // InvokeInst simplification
8692 //
8693 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
8694   return visitCallSite(&II);
8695 }
8696
8697 // If this cast does not affect the value passed through the varargs
8698 // area, we can eliminate the use of the cast.
8699 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
8700                                          const CastInst * const CI,
8701                                          const TargetData * const TD,
8702                                          const int ix) {
8703   if (!CI->isLosslessCast())
8704     return false;
8705
8706   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
8707   // can't change to a type with a different size.  If the size were
8708   // passed explicitly we could avoid this check.
8709   if (!CS.paramHasAttr(ix, ParamAttr::ByVal))
8710     return true;
8711
8712   const Type* SrcTy = 
8713             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
8714   const Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
8715   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
8716     return false;
8717   if (TD->getABITypeSize(SrcTy) != TD->getABITypeSize(DstTy))
8718     return false;
8719   return true;
8720 }
8721
8722 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
8723 //
8724 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
8725   bool Changed = false;
8726
8727   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
8728   // to the arguments of the call/invoke.
8729   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
8730
8731   Value *Callee = CS.getCalledValue();
8732
8733   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
8734     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
8735       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
8736       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
8737       // be unreachable, as the call is undefined.
8738       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
8739                     UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), 
8740                                     OldCall);
8741       if (!OldCall->use_empty())
8742         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
8743       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
8744         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
8745       return 0;
8746     }
8747
8748   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
8749     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
8750     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
8751     // that we can't modify the CFG here.
8752     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
8753                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)),
8754                   CS.getInstruction());
8755
8756     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
8757       CS.getInstruction()->
8758         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
8759
8760     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
8761       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
8762       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
8763                          ConstantInt::getTrue(), II);
8764     }
8765     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
8766   }
8767
8768   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
8769     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
8770       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
8771         return transformCallThroughTrampoline(CS);
8772
8773   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
8774   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
8775   if (FTy->isVarArg()) {
8776     int ix = FTy->getNumParams() + (isa<InvokeInst>(Callee) ? 3 : 1);
8777     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
8778     // the call.
8779     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
8780            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
8781       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
8782       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
8783         *I = CI->getOperand(0);
8784         Changed = true;
8785       }
8786     }
8787   }
8788
8789   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
8790     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
8791     CS.setDoesNotThrow();
8792     Changed = true;
8793   }
8794
8795   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
8796 }
8797
8798 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
8799 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
8800 //
8801 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
8802   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
8803   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
8804   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
8805       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
8806     return false;
8807   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
8808   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
8809   const PAListPtr &CallerPAL = CS.getParamAttrs();
8810
8811   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
8812   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
8813   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
8814   //
8815   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
8816   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
8817
8818   if (isa<StructType>(FT->getReturnType()))
8819     return false; // TODO: Handle multiple return values.
8820
8821   // Check to see if we are changing the return type...
8822   if (OldRetTy != FT->getReturnType()) {
8823     if (Callee->isDeclaration() && !Caller->use_empty() && 
8824         // Conversion is ok if changing from pointer to int of same size.
8825         !(isa<PointerType>(FT->getReturnType()) &&
8826           TD->getIntPtrType() == OldRetTy))
8827       return false;   // Cannot transform this return value.
8828
8829     if (!Caller->use_empty() &&
8830         // void -> non-void is handled specially
8831         FT->getReturnType() != Type::VoidTy &&
8832         !CastInst::isCastable(FT->getReturnType(), OldRetTy))
8833       return false;   // Cannot transform this return value.
8834
8835     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
8836       ParameterAttributes RAttrs = CallerPAL.getParamAttrs(0);
8837       if (RAttrs & ParamAttr::typeIncompatible(FT->getReturnType()))
8838         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
8839     }
8840
8841     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
8842     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
8843     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
8844     // the critical edge).  Bail out in this case.
8845     if (!Caller->use_empty())
8846       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
8847         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
8848              UI != E; ++UI)
8849           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
8850             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
8851                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
8852               return false;
8853   }
8854
8855   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
8856   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
8857
8858   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
8859   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
8860     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
8861     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
8862
8863     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
8864       return false;   // Cannot transform this parameter value.
8865
8866     if (CallerPAL.getParamAttrs(i + 1) & ParamAttr::typeIncompatible(ParamTy))
8867       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
8868
8869     ConstantInt *c = dyn_cast<ConstantInt>(*AI);
8870     // Some conversions are safe even if we do not have a body.
8871     // Either we can cast directly, or we can upconvert the argument
8872     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
8873       (isa<PointerType>(ParamTy) && isa<PointerType>(ActTy)) ||
8874       (ParamTy->isInteger() && ActTy->isInteger() &&
8875        ParamTy->getPrimitiveSizeInBits() >= ActTy->getPrimitiveSizeInBits()) ||
8876       (c && ParamTy->getPrimitiveSizeInBits() >= ActTy->getPrimitiveSizeInBits()
8877        && c->getValue().isStrictlyPositive());
8878     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
8879   }
8880
8881   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
8882       Callee->isDeclaration())
8883     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body.
8884
8885   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
8886       !CallerPAL.isEmpty())
8887     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
8888     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
8889     // that are compatible with being a vararg call argument.
8890     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
8891       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
8892         break;
8893       ParameterAttributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
8894       if (PAttrs & ParamAttr::VarArgsIncompatible)
8895         return false;
8896     }
8897
8898   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
8899   // inserting cast instructions as necessary...
8900   std::vector<Value*> Args;
8901   Args.reserve(NumActualArgs);
8902   SmallVector<ParamAttrsWithIndex, 8> attrVec;
8903   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
8904
8905   // Get any return attributes.
8906   ParameterAttributes RAttrs = CallerPAL.getParamAttrs(0);
8907
8908   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
8909   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
8910   RAttrs &= ~ParamAttr::typeIncompatible(FT->getReturnType());
8911
8912   // Add the new return attributes.
8913   if (RAttrs)
8914     attrVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, RAttrs));
8915
8916   AI = CS.arg_begin();
8917   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
8918     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
8919     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
8920       Args.push_back(*AI);
8921     } else {
8922       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
8923           false, ParamTy, false);
8924       CastInst *NewCast = CastInst::create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
8925       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
8926     }
8927
8928     // Add any parameter attributes.
8929     if (ParameterAttributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttrs(i + 1))
8930       attrVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
8931   }
8932
8933   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
8934   // now...
8935   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
8936     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
8937
8938   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
8939   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
8940     if (!FT->isVarArg()) {
8941       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
8942            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
8943     } else {
8944       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
8945       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
8946         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
8947         if (PTy != (*AI)->getType()) {
8948           // Must promote to pass through va_arg area!
8949           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
8950                                                                 PTy, false);
8951           Instruction *Cast = CastInst::create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
8952           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
8953           Args.push_back(Cast);
8954         } else {
8955           Args.push_back(*AI);
8956         }
8957
8958         // Add any parameter attributes.
8959         if (ParameterAttributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttrs(i + 1))
8960           attrVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
8961       }
8962     }
8963   }
8964
8965   if (FT->getReturnType() == Type::VoidTy)
8966     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
8967
8968   const PAListPtr &NewCallerPAL = PAListPtr::get(attrVec.begin(),attrVec.end());
8969
8970   Instruction *NC;
8971   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
8972     NC = InvokeInst::Create(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
8973                             Args.begin(), Args.end(), Caller->getName(), Caller);
8974     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
8975     cast<InvokeInst>(NC)->setParamAttrs(NewCallerPAL);
8976   } else {
8977     NC = CallInst::Create(Callee, Args.begin(), Args.end(),
8978                           Caller->getName(), Caller);
8979     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
8980     if (CI->isTailCall())
8981       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
8982     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
8983     cast<CallInst>(NC)->setParamAttrs(NewCallerPAL);
8984   }
8985
8986   // Insert a cast of the return type as necessary.
8987   Value *NV = NC;
8988   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
8989     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
8990       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
8991                                                             OldRetTy, false);
8992       NV = NC = CastInst::create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
8993
8994       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
8995       // non-phi, instruction in the normal successor block.
8996       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
8997         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->begin();
8998         while (isa<PHINode>(I)) ++I;
8999         InsertNewInstBefore(NC, *I);
9000       } else {
9001         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
9002         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
9003       }
9004       AddUsersToWorkList(*Caller);
9005     } else {
9006       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
9007     }
9008   }
9009
9010   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
9011     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
9012   Caller->eraseFromParent();
9013   RemoveFromWorkList(Caller);
9014   return true;
9015 }
9016
9017 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
9018 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
9019 //
9020 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
9021   Value *Callee = CS.getCalledValue();
9022   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
9023   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
9024   const PAListPtr &Attrs = CS.getParamAttrs();
9025
9026   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
9027   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
9028   if (Attrs.hasAttrSomewhere(ParamAttr::Nest))
9029     return 0;
9030
9031   IntrinsicInst *Tramp =
9032     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
9033
9034   Function *NestF =
9035     cast<Function>(IntrinsicInst::StripPointerCasts(Tramp->getOperand(2)));
9036   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
9037   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
9038
9039   const PAListPtr &NestAttrs = NestF->getParamAttrs();
9040   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
9041     unsigned NestIdx = 1;
9042     const Type *NestTy = 0;
9043     ParameterAttributes NestAttr = ParamAttr::None;
9044
9045     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
9046     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
9047          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
9048       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, ParamAttr::Nest)) {
9049         // Record the parameter type and any other attributes.
9050         NestTy = *I;
9051         NestAttr = NestAttrs.getParamAttrs(NestIdx);
9052         break;
9053       }
9054
9055     if (NestTy) {
9056       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
9057       std::vector<Value*> NewArgs;
9058       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
9059
9060       SmallVector<ParamAttrsWithIndex, 8> NewAttrs;
9061       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
9062
9063       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
9064       // mean appending it.  Likewise for attributes.
9065
9066       // Add any function result attributes.
9067       if (ParameterAttributes Attr = Attrs.getParamAttrs(0))
9068         NewAttrs.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, Attr));
9069
9070       {
9071         unsigned Idx = 1;
9072         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
9073         do {
9074           if (Idx == NestIdx) {
9075             // Add the chain argument and attributes.
9076             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
9077             if (NestVal->getType() != NestTy)
9078               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
9079             NewArgs.push_back(NestVal);
9080             NewAttrs.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
9081           }
9082
9083           if (I == E)
9084             break;
9085
9086           // Add the original argument and attributes.
9087           NewArgs.push_back(*I);
9088           if (ParameterAttributes Attr = Attrs.getParamAttrs(Idx))
9089             NewAttrs.push_back
9090               (ParamAttrsWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
9091
9092           ++Idx, ++I;
9093         } while (1);
9094       }
9095
9096       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
9097       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
9098       // with the chain parameter inserted.
9099
9100       std::vector<const Type*> NewTypes;
9101       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
9102
9103       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
9104       // mean appending it.
9105       {
9106         unsigned Idx = 1;
9107         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
9108           E = FTy->param_end();
9109
9110         do {
9111           if (Idx == NestIdx)
9112             // Add the chain's type.
9113             NewTypes.push_back(NestTy);
9114
9115           if (I == E)
9116             break;
9117
9118           // Add the original type.
9119           NewTypes.push_back(*I);
9120
9121           ++Idx, ++I;
9122         } while (1);
9123       }
9124
9125       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
9126       // code sort out any function type mismatches.
9127       FunctionType *NewFTy =
9128         FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes, FTy->isVarArg());
9129       Constant *NewCallee = NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
9130         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PointerType::getUnqual(NewFTy));
9131       const PAListPtr &NewPAL = PAListPtr::get(NewAttrs.begin(),NewAttrs.end());
9132
9133       Instruction *NewCaller;
9134       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9135         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
9136                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9137                                        NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9138                                        Caller->getName(), Caller);
9139         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
9140         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setParamAttrs(NewPAL);
9141       } else {
9142         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9143                                      Caller->getName(), Caller);
9144         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
9145           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
9146         cast<CallInst>(NewCaller)->
9147           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
9148         cast<CallInst>(NewCaller)->setParamAttrs(NewPAL);
9149       }
9150       if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
9151         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
9152       Caller->eraseFromParent();
9153       RemoveFromWorkList(Caller);
9154       return 0;
9155     }
9156   }
9157
9158   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
9159   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
9160   // code sort out any function type mismatches.
9161   Constant *NewCallee =
9162     NestF->getType() == PTy ? NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
9163   CS.setCalledFunction(NewCallee);
9164   return CS.getInstruction();
9165 }
9166
9167 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
9168 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
9169 /// and a single binop.
9170 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
9171   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
9172   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) ||
9173          isa<CmpInst>(FirstInst));
9174   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
9175   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
9176   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
9177     
9178   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
9179   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
9180   
9181   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
9182   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
9183   for (unsigned i = 0; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
9184     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
9185     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
9186         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
9187         // types or GEP's with different index types.
9188         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
9189         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
9190       return 0;
9191
9192     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
9193     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
9194       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
9195           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
9196         return 0;
9197     
9198     // Keep track of which operand needs a phi node.
9199     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
9200     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
9201   }
9202   
9203   // Otherwise, this is safe to transform, determine if it is profitable.
9204
9205   // If this is a GEP, and if the index (not the pointer) needs a PHI, bail out.
9206   // Indexes are often folded into load/store instructions, so we don't want to
9207   // hide them behind a phi.
9208   if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) && RHSVal == 0)
9209     return 0;
9210   
9211   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
9212   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
9213   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
9214   if (LHSVal == 0) {
9215     NewLHS = PHINode::Create(LHSType, FirstInst->getOperand(0)->getName()+".pn");
9216     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
9217     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
9218     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
9219     LHSVal = NewLHS;
9220   }
9221   
9222   if (RHSVal == 0) {
9223     NewRHS = PHINode::Create(RHSType, FirstInst->getOperand(1)->getName()+".pn");
9224     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
9225     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
9226     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
9227     RHSVal = NewRHS;
9228   }
9229   
9230   // Add all operands to the new PHIs.
9231   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
9232     if (NewLHS) {
9233       Value *NewInLHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
9234       NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
9235     }
9236     if (NewRHS) {
9237       Value *NewInRHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(1);
9238       NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
9239     }
9240   }
9241     
9242   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
9243     return BinaryOperator::create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
9244   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
9245     return CmpInst::create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), LHSVal, 
9246                            RHSVal);
9247   else {
9248     assert(isa<GetElementPtrInst>(FirstInst));
9249     return GetElementPtrInst::Create(LHSVal, RHSVal);
9250   }
9251 }
9252
9253 /// isSafeToSinkLoad - Return true if we know that it is safe sink the load out
9254 /// of the block that defines it.  This means that it must be obvious the value
9255 /// of the load is not changed from the point of the load to the end of the
9256 /// block it is in.
9257 ///
9258 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
9259 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
9260 /// to a register.
9261 static bool isSafeToSinkLoad(LoadInst *L) {
9262   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
9263   
9264   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
9265     if (BBI->mayWriteToMemory())
9266       return false;
9267   
9268   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
9269   // profitable to do this xform.
9270   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
9271     bool isAddressTaken = false;
9272     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
9273          UI != E; ++UI) {
9274       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
9275       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
9276         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
9277         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
9278       }
9279       isAddressTaken = true;
9280       break;
9281     }
9282     
9283     if (!isAddressTaken)
9284       return false;
9285   }
9286   
9287   return true;
9288 }
9289
9290
9291 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
9292 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
9293 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
9294 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
9295   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
9296
9297   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
9298   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
9299   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
9300   // code size and simplifying code.
9301   Constant *ConstantOp = 0;
9302   const Type *CastSrcTy = 0;
9303   bool isVolatile = false;
9304   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
9305     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
9306   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
9307     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
9308     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
9309     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
9310     if (ConstantOp == 0)
9311       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
9312   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
9313     isVolatile = LI->isVolatile();
9314     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
9315     // load and the PHI.
9316     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
9317         !isSafeToSinkLoad(LI))
9318       return 0;
9319   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
9320     if (FirstInst->getNumOperands() == 2)
9321       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
9322     // Can't handle general GEPs yet.
9323     return 0;
9324   } else {
9325     return 0;  // Cannot fold this operation.
9326   }
9327
9328   // Check to see if all arguments are the same operation.
9329   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
9330     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
9331     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
9332     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
9333       return 0;
9334     if (CastSrcTy) {
9335       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
9336         return 0;  // Cast operation must match.
9337     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
9338       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
9339       // the load and the PHI.
9340       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
9341           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
9342           !isSafeToSinkLoad(LI))
9343         return 0;
9344     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
9345       return 0;
9346     }
9347   }
9348
9349   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
9350   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
9351   PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
9352                                    PN.getName()+".in");
9353   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
9354
9355   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
9356   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
9357
9358   // Add all operands to the new PHI.
9359   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
9360     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
9361     if (NewInVal != InVal)
9362       InVal = 0;
9363     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
9364   }
9365
9366   Value *PhiVal;
9367   if (InVal) {
9368     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
9369     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
9370     PhiVal = InVal;
9371     delete NewPN;
9372   } else {
9373     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
9374     PhiVal = NewPN;
9375   }
9376
9377   // Insert and return the new operation.
9378   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
9379     return CastInst::create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
9380   else if (isa<LoadInst>(FirstInst))
9381     return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
9382   else if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
9383     return BinaryOperator::create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
9384   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
9385     return CmpInst::create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
9386                            PhiVal, ConstantOp);
9387   else
9388     assert(0 && "Unknown operation");
9389   return 0;
9390 }
9391
9392 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
9393 /// that is dead.
9394 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
9395                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
9396   if (PN->use_empty()) return true;
9397   if (!PN->hasOneUse()) return false;
9398
9399   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
9400   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
9401     return true;
9402   
9403   // Don't scan crazily complex things.
9404   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
9405     return false;
9406
9407   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
9408     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
9409
9410   return false;
9411 }
9412
9413 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
9414 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
9415 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
9416 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
9417                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
9418   // See if we already saw this PHI node.
9419   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
9420     return true;
9421   
9422   // Don't scan crazily complex things.
9423   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
9424     return false;
9425  
9426   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
9427   // the value.
9428   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
9429     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
9430     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
9431       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
9432         return false;
9433     } else if (Op != NonPhiInVal)
9434       return false;
9435   }
9436   
9437   return true;
9438 }
9439
9440
9441 // PHINode simplification
9442 //
9443 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
9444   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
9445   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
9446   
9447   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
9448     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
9449
9450   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
9451   // reducing code size.
9452   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
9453       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
9454     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
9455       return Result;
9456
9457   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
9458   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
9459   // PHI)... break the cycle.
9460   if (PN.hasOneUse()) {
9461     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
9462     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
9463       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
9464       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
9465       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
9466         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
9467     }
9468    
9469     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
9470     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
9471     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
9472     // common case here is good because the only other things that catch this
9473     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
9474     // late.
9475     if (PHIUser->hasOneUse() &&
9476         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
9477         PHIUser->use_back() == &PN) {
9478       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
9479     }
9480   }
9481
9482   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
9483   // same value, for example:
9484   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
9485   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
9486   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
9487   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
9488   {
9489     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
9490     // Scan for the first non-phi operand.
9491     while (InValNo != NumOperandVals && 
9492            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
9493       ++InValNo;
9494
9495     if (InValNo != NumOperandVals) {
9496       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
9497       
9498       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
9499       // there is no need to recursively scan other phis.
9500       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
9501         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
9502         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
9503           break;
9504       }
9505       
9506       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
9507       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
9508       // the value.
9509       if (InValNo == NumOperandVals) {
9510         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
9511         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
9512           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
9513       }
9514     }
9515   }
9516   return 0;
9517 }
9518
9519 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
9520                                    Instruction *InsertPoint,
9521                                    InstCombiner *IC) {
9522   unsigned PtrSize = DTy->getPrimitiveSizeInBits();
9523   unsigned VTySize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
9524   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
9525   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
9526   // used for address computation.
9527   Instruction::CastOps opcode = 
9528      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
9529       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
9530   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
9531 }
9532
9533
9534 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
9535   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
9536   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
9537   // If so, eliminate the noop.
9538   if (GEP.getNumOperands() == 1)
9539     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
9540
9541   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
9542     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
9543
9544   bool HasZeroPointerIndex = false;
9545   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
9546     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
9547
9548   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
9549     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
9550
9551   // Eliminate unneeded casts for indices.
9552   bool MadeChange = false;
9553   
9554   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
9555   for (unsigned i = 1, e = GEP.getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
9556     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
9557       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(GEP.getOperand(i))) {
9558         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
9559             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
9560           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
9561           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
9562           // is a 32-bit pointer target.
9563           if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
9564             MadeChange = true;
9565             GEP.setOperand(i, CI->getOperand(0));
9566           }
9567         }
9568       }
9569       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
9570       // to what we need.  If the incoming value needs a cast instruction,
9571       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
9572       // obvious.
9573       Value *Op = GEP.getOperand(i);
9574       if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) > TD->getPointerSizeInBits()) {
9575         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
9576           GEP.setOperand(i, ConstantExpr::getTrunc(C, TD->getIntPtrType()));
9577           MadeChange = true;
9578         } else {
9579           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
9580                                 GEP);
9581           GEP.setOperand(i, Op);
9582           MadeChange = true;
9583         }
9584       }
9585     }
9586   }
9587   if (MadeChange) return &GEP;
9588
9589   // If this GEP instruction doesn't move the pointer, and if the input operand
9590   // is a bitcast of another pointer, just replace the GEP with a bitcast of the
9591   // real input to the dest type.
9592   if (GEP.hasAllZeroIndices()) {
9593     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(GEP.getOperand(0))) {
9594       // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
9595       // converted to match the type of the cast, don't touch this.
9596       if (isa<AllocationInst>(BCI->getOperand(0))) {
9597         // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
9598         if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
9599           if (I != BCI) {
9600             I->takeName(BCI);
9601             BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
9602             ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
9603           }
9604           return &GEP;
9605         }
9606       }
9607       return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
9608     }
9609   }
9610   
9611   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
9612   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
9613   // getelementptr instructions into a single instruction.
9614   //
9615   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
9616   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
9617     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
9618
9619   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
9620     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
9621     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
9622     // avoids us creating a TON of code in some cases.
9623     //
9624     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
9625         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
9626       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
9627
9628     SmallVector<Value*, 8> Indices;
9629
9630     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
9631     bool EndsWithSequential = false;
9632     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
9633            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
9634       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
9635
9636     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
9637     if (EndsWithSequential) {
9638       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
9639       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
9640       //
9641       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
9642       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
9643         Sum = GO1;
9644       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
9645         Sum = SO1;
9646       } else {
9647         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
9648         // target's pointer size.
9649         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
9650           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
9651             SO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
9652           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
9653             GO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
9654           } else {
9655             unsigned PS = TD->getPointerSizeInBits();
9656             if (TD->getTypeSizeInBits(SO1->getType()) == PS) {
9657               // Convert GO1 to SO1's type.
9658               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
9659
9660             } else if (TD->getTypeSizeInBits(GO1->getType()) == PS) {
9661               // Convert SO1 to GO1's type.
9662               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
9663             } else {
9664               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
9665               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
9666               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
9667             }
9668           }
9669         }
9670         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
9671           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
9672         else {
9673           Sum = BinaryOperator::createAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
9674           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
9675         }
9676       }
9677
9678       // Recycle the GEP we already have if possible.
9679       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
9680         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
9681         GEP.setOperand(1, Sum);
9682         return &GEP;
9683       } else {
9684         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
9685                        SrcGEPOperands.end()-1);
9686         Indices.push_back(Sum);
9687         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
9688       }
9689     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
9690                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
9691                SrcGEPOperands.size() != 1) {
9692       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
9693       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
9694                      SrcGEPOperands.end());
9695       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
9696     }
9697
9698     if (!Indices.empty())
9699       return GetElementPtrInst::Create(SrcGEPOperands[0], Indices.begin(),
9700                                        Indices.end(), GEP.getName());
9701
9702   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
9703     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
9704     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
9705
9706     // Scan for nonconstants...
9707     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
9708     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
9709     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
9710       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
9711
9712     if (I == E) {  // If they are all constants...
9713       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV,
9714                                                     &Indices[0],Indices.size());
9715
9716       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
9717       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
9718     }
9719   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
9720     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
9721       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
9722     } else if (HasZeroPointerIndex) {
9723       // transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
9724       // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
9725       //
9726       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
9727       //
9728       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
9729       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
9730       if (const ArrayType *XATy =
9731           dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
9732         if (const ArrayType *CATy =
9733             dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
9734           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
9735             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
9736             // to an array of the same type as the destination pointer
9737             // array.  Because the array type is never stepped over (there
9738             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
9739             GEP.setOperand(0, X);
9740             return &GEP;
9741           }
9742     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
9743       // Transform things like:
9744       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
9745       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
9746       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
9747       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
9748       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
9749           TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
9750           TD->getABITypeSize(ResElTy)) {
9751         Value *Idx[2];
9752         Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9753         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
9754         Value *V = InsertNewInstBefore(
9755                GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()), GEP);
9756         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
9757         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
9758       }
9759       
9760       // Transform things like:
9761       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
9762       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
9763       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
9764       
9765       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::Int8Ty) {
9766         uint64_t ArrayEltSize =
9767             TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
9768         
9769         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
9770         // allow either a mul, shift, or constant here.
9771         Value *NewIdx = 0;
9772         ConstantInt *Scale = 0;
9773         if (ArrayEltSize == 1) {
9774           NewIdx = GEP.getOperand(1);
9775           Scale = ConstantInt::get(NewIdx->getType(), 1);
9776         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
9777           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
9778           Scale = CI;
9779         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
9780           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
9781               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
9782             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
9783             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
9784             Scale = ConstantInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmtVal);
9785             NewIdx = Inst->getOperand(0);
9786           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
9787                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
9788             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
9789             NewIdx = Inst->getOperand(0);
9790           }
9791         }
9792         
9793         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
9794         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
9795         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
9796         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
9797         if (Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
9798             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
9799           Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
9800                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
9801           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
9802             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
9803                                                        false /*ZExt*/);
9804             Instruction *Sc = BinaryOperator::createMul(NewIdx, C, "idxscale");
9805             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
9806           }
9807
9808           // Insert the new GEP instruction.
9809           Value *Idx[2];
9810           Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9811           Idx[1] = NewIdx;
9812           Instruction *NewGEP =
9813             GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
9814           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
9815           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
9816           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
9817         }
9818       }
9819     }
9820   }
9821
9822   return 0;
9823 }
9824
9825 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
9826   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
9827   if (AI.isArrayAllocation()) {  // Check C != 1
9828     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
9829       const Type *NewTy = 
9830         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
9831       AllocationInst *New = 0;
9832
9833       // Create and insert the replacement instruction...
9834       if (isa<MallocInst>(AI))
9835         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
9836       else {
9837         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
9838         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
9839       }
9840
9841       InsertNewInstBefore(New, AI);
9842
9843       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
9844       // allocas if possible...
9845       //
9846       BasicBlock::iterator It = New;
9847       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
9848
9849       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
9850       // insert our getelementptr instruction...
9851       //
9852       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9853       Value *Idx[2];
9854       Idx[0] = NullIdx;
9855       Idx[1] = NullIdx;
9856       Value *V = GetElementPtrInst::Create(New, Idx, Idx + 2,
9857                                            New->getName()+".sub", It);
9858
9859       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
9860       // allocation.
9861       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
9862     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
9863       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
9864     }
9865   }
9866
9867   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
9868   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
9869   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
9870   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() &&
9871       TD->getABITypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
9872     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
9873
9874   return 0;
9875 }
9876
9877 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
9878   Value *Op = FI.getOperand(0);
9879
9880   // free undef -> unreachable.
9881   if (isa<UndefValue>(Op)) {
9882     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
9883     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9884                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), &FI);
9885     return EraseInstFromFunction(FI);
9886   }
9887   
9888   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
9889   // when lots of inlining happens.
9890   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
9891     return EraseInstFromFunction(FI);
9892   
9893   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
9894   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
9895     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
9896     return &FI;
9897   }
9898   
9899   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
9900   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
9901     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
9902       AddToWorkList(GEPI);
9903       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
9904       return &FI;
9905     }
9906   }
9907   
9908   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
9909   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
9910     if (MI->hasOneUse()) {
9911       EraseInstFromFunction(FI);
9912       return EraseInstFromFunction(*MI);
9913     }
9914
9915   return 0;
9916 }
9917
9918
9919 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
9920 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
9921                                         const TargetData *TD) {
9922   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
9923   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
9924
9925   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CI)) {
9926     // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
9927     // directly if string length is small enough.
9928     const std::string &Str = CE->getOperand(0)->getStringValue();
9929     if (!Str.empty()) {
9930       unsigned len = Str.length();
9931       const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
9932       unsigned numBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
9933       // Replace LI with immediate integer store.
9934       if ((numBits >> 3) == len + 1) {
9935         APInt StrVal(numBits, 0);
9936         APInt SingleChar(numBits, 0);
9937         if (TD->isLittleEndian()) {
9938           for (signed i = len-1; i >= 0; i--) {
9939             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
9940             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9941           }
9942         } else {
9943           for (unsigned i = 0; i < len; i++) {
9944             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
9945             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9946           }
9947           // Append NULL at the end.
9948           SingleChar = 0;
9949           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9950         }
9951         Value *NL = ConstantInt::get(StrVal);
9952         return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, NL);
9953       }
9954     }
9955   }
9956
9957   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
9958   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
9959     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9960
9961     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
9962          isa<VectorType>(DestPTy)) {
9963       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
9964       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
9965       // constants.
9966       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
9967         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
9968           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
9969             Value *Idxs[2];
9970             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9971             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
9972             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
9973             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9974           }
9975
9976       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
9977             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
9978           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
9979           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
9980           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
9981           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
9982                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
9983
9984         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
9985         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
9986         // the result of the loaded value.
9987         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
9988                                                              CI->getName(),
9989                                                          LI.isVolatile()),LI);
9990         // Now cast the result of the load.
9991         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
9992       }
9993     }
9994   }
9995   return 0;
9996 }
9997
9998 /// isSafeToLoadUnconditionally - Return true if we know that executing a load
9999 /// from this value cannot trap.  If it is not obviously safe to load from the
10000 /// specified pointer, we do a quick local scan of the basic block containing
10001 /// ScanFrom, to determine if the address is already accessed.
10002 static bool isSafeToLoadUnconditionally(Value *V, Instruction *ScanFrom) {
10003   // If it is an alloca it is always safe to load from.
10004   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
10005
10006   // If it is a global variable it is mostly safe to load from.
10007   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
10008     // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
10009     return !isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage();
10010
10011   // Otherwise, be a little bit agressive by scanning the local block where we
10012   // want to check to see if the pointer is already being loaded or stored
10013   // from/to.  If so, the previous load or store would have already trapped,
10014   // so there is no harm doing an extra load (also, CSE will later eliminate
10015   // the load entirely).
10016   BasicBlock::iterator BBI = ScanFrom, E = ScanFrom->getParent()->begin();
10017
10018   while (BBI != E) {
10019     --BBI;
10020
10021     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
10022       if (LI->getOperand(0) == V) return true;
10023     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
10024       if (SI->getOperand(1) == V) return true;
10025
10026   }
10027   return false;
10028 }
10029
10030 /// GetUnderlyingObject - Trace through a series of getelementptrs and bitcasts
10031 /// until we find the underlying object a pointer is referring to or something
10032 /// we don't understand.  Note that the returned pointer may be offset from the
10033 /// input, because we ignore GEP indices.
10034 static Value *GetUnderlyingObject(Value *Ptr) {
10035   while (1) {
10036     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr)) {
10037       if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast ||
10038           CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
10039         Ptr = CE->getOperand(0);
10040       else
10041         return Ptr;
10042     } else if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Ptr)) {
10043       Ptr = BCI->getOperand(0);
10044     } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr)) {
10045       Ptr = GEP->getOperand(0);
10046     } else {
10047       return Ptr;
10048     }
10049   }
10050 }
10051
10052 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
10053   Value *Op = LI.getOperand(0);
10054
10055   // Attempt to improve the alignment.
10056   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Op);
10057   if (KnownAlign >
10058       (LI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(LI.getType()) :
10059                                 LI.getAlignment()))
10060     LI.setAlignment(KnownAlign);
10061
10062   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
10063   if (isa<CastInst>(Op))
10064     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
10065       return Res;
10066
10067   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
10068   if (LI.isVolatile()) return 0;
10069   
10070   if (&LI.getParent()->front() != &LI) {
10071     BasicBlock::iterator BBI = &LI; --BBI;
10072     // If the instruction immediately before this is a store to the same
10073     // address, do a simple form of store->load forwarding.
10074     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
10075       if (SI->getOperand(1) == LI.getOperand(0))
10076         return ReplaceInstUsesWith(LI, SI->getOperand(0));
10077     if (LoadInst *LIB = dyn_cast<LoadInst>(BBI))
10078       if (LIB->getOperand(0) == LI.getOperand(0))
10079         return ReplaceInstUsesWith(LI, LIB);
10080   }
10081
10082   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
10083     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
10084     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10085     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) &&
10086         cast<PointerType>(GEPI0->getType())->getAddressSpace() == 0) {
10087       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
10088       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
10089       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
10090       // CFG.
10091       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10092                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10093       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10094     }
10095   } 
10096
10097   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10098     // load null/undef -> undef
10099     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10100     if (isa<UndefValue>(C) || (C->isNullValue() && 
10101         cast<PointerType>(Op->getType())->getAddressSpace() == 0)) {
10102       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
10103       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
10104       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
10105       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10106                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10107       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10108     }
10109
10110     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
10111     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
10112       if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
10113         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
10114
10115     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
10116     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op)) {
10117       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
10118         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
10119           if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
10120             if (Constant *V = 
10121                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
10122               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
10123         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
10124           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
10125           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
10126           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
10127           // CFG.
10128           new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10129                         Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10130           return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10131         }
10132
10133       } else if (CE->isCast()) {
10134         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
10135           return Res;
10136       }
10137     }
10138   }
10139     
10140   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
10141   // is all undef or zero, we know what it loads.
10142   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GetUnderlyingObject(Op))) {
10143     if (GV->isConstant() && GV->hasInitializer()) {
10144       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
10145         return ReplaceInstUsesWith(LI, Constant::getNullValue(LI.getType()));
10146       else if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
10147         return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10148     }
10149   }
10150
10151   if (Op->hasOneUse()) {
10152     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
10153     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
10154     // exposes redundancy in the code.
10155     //
10156     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
10157     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
10158     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
10159     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
10160     // unconditionally.
10161     //
10162     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
10163       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
10164       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
10165           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
10166         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
10167                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
10168         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
10169                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
10170         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), V1, V2);
10171       }
10172
10173       // load (select (cond, null, P)) -> load P
10174       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
10175         if (C->isNullValue()) {
10176           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
10177           return &LI;
10178         }
10179
10180       // load (select (cond, P, null)) -> load P
10181       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
10182         if (C->isNullValue()) {
10183           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
10184           return &LI;
10185         }
10186     }
10187   }
10188   return 0;
10189 }
10190
10191 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
10192 /// when possible.
10193 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
10194   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
10195   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
10196
10197   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
10198   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
10199     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10200
10201     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
10202       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
10203       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
10204       // constants.
10205       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
10206         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
10207           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
10208             Value* Idxs[2];
10209             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10210             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
10211             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
10212             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10213           }
10214
10215       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
10216           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
10217                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
10218
10219         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
10220         // the same size.  Instead of casting the pointer before 
10221         // the store, cast the value to be stored.
10222         Value *NewCast;
10223         Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
10224         Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
10225         const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
10226         const Type* CastDstTy = SrcPTy;
10227         if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
10228           if (CastSrcTy->isInteger())
10229             opcode = Instruction::IntToPtr;
10230         } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
10231           if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
10232             opcode = Instruction::PtrToInt;
10233         }
10234         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
10235           NewCast = ConstantExpr::getCast(opcode, C, CastDstTy);
10236         else
10237           NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
10238             CastInst::create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
10239             SI);
10240         return new StoreInst(NewCast, CastOp);
10241       }
10242     }
10243   }
10244   return 0;
10245 }
10246
10247 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
10248   Value *Val = SI.getOperand(0);
10249   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
10250
10251   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
10252     EraseInstFromFunction(SI);
10253     ++NumCombined;
10254     return 0;
10255   }
10256   
10257   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
10258   // alloca dead.
10259   if (Ptr->hasOneUse()) {
10260     if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
10261       EraseInstFromFunction(SI);
10262       ++NumCombined;
10263       return 0;
10264     }
10265     
10266     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
10267       if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) &&
10268           GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
10269         EraseInstFromFunction(SI);
10270         ++NumCombined;
10271         return 0;
10272       }
10273   }
10274
10275   // Attempt to improve the alignment.
10276   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr);
10277   if (KnownAlign >
10278       (SI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(Val->getType()) :
10279                                 SI.getAlignment()))
10280     SI.setAlignment(KnownAlign);
10281
10282   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consequtive
10283   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
10284   // situation often occurs with bitfield accesses.
10285   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
10286   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
10287        --ScanInsts) {
10288     --BBI;
10289     
10290     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
10291       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
10292       if (!PrevSI->isVolatile() && PrevSI->getOperand(1) == SI.getOperand(1)) {
10293         ++NumDeadStore;
10294         ++BBI;
10295         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
10296         continue;
10297       }
10298       break;
10299     }
10300     
10301     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
10302     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
10303     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
10304     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
10305       if (LI == Val && LI->getOperand(0) == Ptr && !SI.isVolatile()) {
10306         EraseInstFromFunction(SI);
10307         ++NumCombined;
10308         return 0;
10309       }
10310       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
10311       // may not be dead.
10312       break;
10313     }
10314     
10315     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
10316     if (BBI->mayWriteToMemory())
10317       break;
10318   }
10319   
10320   
10321   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
10322
10323   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
10324   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
10325     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
10326       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
10327       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
10328         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
10329       ++NumCombined;
10330     }
10331     return 0;  // Do not modify these!
10332   }
10333
10334   // store undef, Ptr -> noop
10335   if (isa<UndefValue>(Val)) {
10336     EraseInstFromFunction(SI);
10337     ++NumCombined;
10338     return 0;
10339   }
10340
10341   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
10342   // source instead.
10343   if (isa<CastInst>(Ptr))
10344     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
10345       return Res;
10346   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
10347     if (CE->isCast())
10348       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
10349         return Res;
10350
10351   
10352   // If this store is the last instruction in the basic block, and if the block
10353   // ends with an unconditional branch, try to move it to the successor block.
10354   BBI = &SI; ++BBI;
10355   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
10356     if (BI->isUnconditional())
10357       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
10358         return 0;  // xform done!
10359   
10360   return 0;
10361 }
10362
10363 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
10364 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
10365 /// into a phi node with a store in the successor.
10366 ///
10367 /// Simplify things like:
10368 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
10369 /// into a phi node with a store in the successor.
10370 ///
10371 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
10372   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
10373   
10374   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
10375   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
10376   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
10377   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
10378   
10379   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
10380   // the other predecessor.
10381   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
10382   BasicBlock *OtherBB = 0;
10383   if (*PI != StoreBB)
10384     OtherBB = *PI;
10385   ++PI;
10386   if (PI == pred_end(DestBB))
10387     return false;
10388   
10389   if (*PI != StoreBB) {
10390     if (OtherBB)
10391       return false;
10392     OtherBB = *PI;
10393   }
10394   if (++PI != pred_end(DestBB))
10395     return false;
10396   
10397   
10398   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
10399   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
10400   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
10401   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
10402     return false;
10403   
10404   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
10405   // else' case.  there is an instruction before the branch.
10406   StoreInst *OtherStore = 0;
10407   if (OtherBr->isUnconditional()) {
10408     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
10409     --BBI;
10410     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
10411     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
10412       return false;
10413   } else {
10414     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
10415     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
10416     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
10417         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
10418       return false;
10419     
10420     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
10421     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
10422     // lives in OtherBB.
10423     for (;; --BBI) {
10424       // Check to see if we find the matching store.
10425       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
10426         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
10427           return false;
10428         break;
10429       }
10430       // If we find something that may be using the stored value, or if we run
10431       // out of instructions, we can't do the xform.
10432       if (isa<LoadInst>(BBI) || BBI->mayWriteToMemory() ||
10433           BBI == OtherBB->begin())
10434         return false;
10435     }
10436     
10437     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
10438     // make sure nothing reads the stored value in StoreBB.
10439     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
10440       // FIXME: This should really be AA driven.
10441       if (isa<LoadInst>(I) || I->mayWriteToMemory())
10442         return false;
10443     }
10444   }
10445   
10446   // Insert a PHI node now if we need it.
10447   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
10448   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
10449     PHINode *PN = PHINode::Create(MergedVal->getType(), "storemerge");
10450     PN->reserveOperandSpace(2);
10451     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
10452     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
10453     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
10454   }
10455   
10456   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
10457   // insert it.
10458   BBI = DestBB->begin();
10459   while (isa<PHINode>(BBI)) ++BBI;
10460   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
10461                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
10462   
10463   // Nuke the old stores.
10464   EraseInstFromFunction(SI);
10465   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
10466   ++NumCombined;
10467   return true;
10468 }
10469
10470
10471 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
10472   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
10473   Value *X = 0;
10474   BasicBlock *TrueDest;
10475   BasicBlock *FalseDest;
10476   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
10477       !isa<Constant>(X)) {
10478     // Swap Destinations and condition...
10479     BI.setCondition(X);
10480     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
10481     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
10482     return &BI;
10483   }
10484
10485   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
10486   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
10487   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
10488                              TrueDest, FalseDest)))
10489     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
10490          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
10491       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
10492       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
10493       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
10494       NewSCC->takeName(I);
10495       // Swap Destinations and condition...
10496       BI.setCondition(NewSCC);
10497       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
10498       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
10499       RemoveFromWorkList(I);
10500       I->eraseFromParent();
10501       AddToWorkList(NewSCC);
10502       return &BI;
10503     }
10504
10505   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
10506   ICmpInst::Predicate IPred;
10507   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
10508                       TrueDest, FalseDest)))
10509     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
10510          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
10511          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
10512       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
10513       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
10514       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
10515       NewSCC->takeName(I);
10516       // Swap Destinations and condition...
10517       BI.setCondition(NewSCC);
10518       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
10519       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
10520       RemoveFromWorkList(I);
10521       I->eraseFromParent();;
10522       AddToWorkList(NewSCC);
10523       return &BI;
10524     }
10525
10526   return 0;
10527 }
10528
10529 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
10530   Value *Cond = SI.getCondition();
10531   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
10532     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
10533       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
10534         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
10535         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
10536           SI.setOperand(i,ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
10537                                                 AddRHS));
10538         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
10539         AddToWorkList(I);
10540         return &SI;
10541       }
10542   }
10543   return 0;
10544 }
10545
10546 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
10547 /// is to leave as a vector operation.
10548 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
10549   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
10550     return true;
10551   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
10552     if (isConstant) return true;
10553     // If all elts are the same, we can extract.
10554     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
10555     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
10556       if (C->getOperand(i) != Op0)
10557         return false;
10558     return true;
10559   }
10560   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
10561   if (!I) return false;
10562   
10563   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
10564   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
10565   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
10566       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
10567     return true;
10568   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
10569     return true;
10570   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
10571     if (BO->hasOneUse() &&
10572         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
10573          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
10574       return true;
10575   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
10576     if (CI->hasOneUse() &&
10577         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
10578          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
10579       return true;
10580   
10581   return false;
10582 }
10583
10584 /// Read and decode a shufflevector mask.
10585 ///
10586 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
10587 /// elements in the input.
10588 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
10589   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
10590   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
10591     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
10592   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
10593     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
10594
10595   std::vector<unsigned> Result;
10596   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
10597   for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
10598     if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i)))
10599       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
10600     else
10601       Result.push_back(cast<ConstantInt>(CP->getOperand(i))->getZExtValue());
10602   return Result;
10603 }
10604
10605 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
10606 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
10607 /// extracted from the vector.
10608 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
10609   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
10610   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
10611   unsigned Width = PTy->getNumElements();
10612   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
10613     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
10614   
10615   if (isa<UndefValue>(V))
10616     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
10617   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
10618     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
10619   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
10620     return CP->getOperand(EltNo);
10621   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
10622     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
10623     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
10624       return 0;
10625     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
10626     
10627     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
10628     // inserted value.
10629     if (EltNo == IIElt) 
10630       return III->getOperand(1);
10631     
10632     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
10633     // vector input.
10634     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
10635   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
10636     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
10637     if (InEl < Width)
10638       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
10639     else if (InEl < Width*2)
10640       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - Width);
10641     else
10642       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
10643   }
10644   
10645   // Otherwise, we don't know.
10646   return 0;
10647 }
10648
10649 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
10650
10651   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
10652   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
10653     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
10654
10655   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
10656   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
10657     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
10658   
10659   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
10660     // If vector val is constant with uniform operands, replace EI
10661     // with that operand
10662     Constant *op0 = C->getOperand(0);
10663     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
10664       if (C->getOperand(i) != op0) {
10665         op0 = 0; 
10666         break;
10667       }
10668     if (op0)
10669       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
10670   }
10671   
10672   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
10673   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
10674   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
10675     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
10676     unsigned VectorWidth = 
10677       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
10678       
10679     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
10680     // crashing the code below.
10681     if (IndexVal >= VectorWidth)
10682       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
10683     
10684     // This instruction only demands the single element from the input vector.
10685     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
10686     // property.
10687     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
10688       uint64_t UndefElts;
10689       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
10690                                                 1 << IndexVal,
10691                                                 UndefElts)) {
10692         EI.setOperand(0, V);
10693         return &EI;
10694       }
10695     }
10696     
10697     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
10698       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
10699     
10700     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
10701     // the same number of elements, see if we can find the source element from
10702     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
10703     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
10704       if (const VectorType *VT = 
10705               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
10706         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
10707           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
10708             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
10709     }
10710   }
10711   
10712   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
10713     if (I->hasOneUse()) {
10714       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
10715       // profitable to do so
10716       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
10717         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
10718         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
10719           ExtractElementInst *newEI0 = 
10720             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
10721                                    EI.getName()+".lhs");
10722           ExtractElementInst *newEI1 =
10723             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
10724                                    EI.getName()+".rhs");
10725           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
10726           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
10727           return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
10728         }
10729       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
10730         unsigned AS = 
10731           cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
10732         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(I->getOperand(0),
10733                                          PointerType::get(EI.getType(), AS),EI);
10734         GetElementPtrInst *GEP = 
10735           GetElementPtrInst::Create(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName() + ".gep");
10736         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
10737         return new LoadInst(GEP);
10738       }
10739     }
10740     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
10741       // Extracting the inserted element?
10742       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
10743         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
10744       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
10745       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
10746       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
10747           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
10748         AddUsesToWorkList(EI);
10749         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
10750         return &EI;
10751       }
10752     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
10753       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
10754       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
10755       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
10756         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
10757         Value *Src;
10758         if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements())
10759           Src = SVI->getOperand(0);
10760         else if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements()*2) {
10761           SrcIdx -= SVI->getType()->getNumElements();
10762           Src = SVI->getOperand(1);
10763         } else {
10764           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
10765         }
10766         return new ExtractElementInst(Src, SrcIdx);
10767       }
10768     }
10769   }
10770   return 0;
10771 }
10772
10773 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
10774 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
10775 /// Otherwise, return false.
10776 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
10777                                          std::vector<Constant*> &Mask) {
10778   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
10779          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
10780   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
10781
10782   if (isa<UndefValue>(V)) {
10783     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10784     return true;
10785   } else if (V == LHS) {
10786     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
10787       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
10788     return true;
10789   } else if (V == RHS) {
10790     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
10791       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i+NumElts));
10792     return true;
10793   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
10794     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
10795     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
10796     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
10797     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
10798     
10799     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
10800       return false;
10801     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
10802     
10803     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
10804       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
10805       // transitively ok.
10806       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
10807         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
10808         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::Int32Ty);
10809         return true;
10810       }      
10811     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
10812       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
10813           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
10814         unsigned ExtractedIdx =
10815           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
10816         
10817         // This must be extracting from either LHS or RHS.
10818         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
10819           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
10820           // transitively ok.
10821           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
10822             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
10823             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
10824               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
10825                  ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
10826             } else {
10827               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
10828               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
10829                 ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
10830               
10831             }
10832             return true;
10833           }
10834         }
10835       }
10836     }
10837   }
10838   // TODO: Handle shufflevector here!
10839   
10840   return false;
10841 }
10842
10843 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
10844 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
10845 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
10846 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
10847                                      Value *&RHS) {
10848   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
10849          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
10850          "Invalid shuffle!");
10851   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
10852
10853   if (isa<UndefValue>(V)) {
10854     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10855     return V;
10856   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
10857     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0));
10858     return V;
10859   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
10860     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
10861     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
10862     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
10863     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
10864     
10865     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
10866       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
10867           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
10868         unsigned ExtractedIdx =
10869           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
10870         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
10871         
10872         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
10873         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
10874         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
10875           RHS = EI->getOperand(0);
10876           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
10877           Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
10878             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
10879           return V;
10880         }
10881         
10882         if (VecOp == RHS) {
10883           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
10884           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
10885           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
10886             if (i != InsertedIdx)
10887               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+i);
10888           }
10889           return V;
10890         }
10891         
10892         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
10893         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
10894         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
10895           return EI->getOperand(0);
10896         
10897       }
10898     }
10899   }
10900   // TODO: Handle shufflevector here!
10901   
10902   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
10903   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
10904     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
10905   return V;
10906 }
10907
10908 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
10909   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
10910   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
10911   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
10912   
10913   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
10914   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
10915     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
10916   
10917   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
10918   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
10919   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
10920     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
10921         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
10922       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
10923       unsigned ExtractedIdx =
10924         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
10925       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
10926       
10927       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
10928         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
10929       
10930       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
10931         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
10932       
10933       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
10934       // back into the same place, just use the input vector.
10935       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
10936         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
10937       
10938       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
10939       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
10940       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
10941       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
10942       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
10943         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
10944         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
10945         // Build a new shuffle mask.
10946         std::vector<Constant*> Mask;
10947         if (isa<UndefValue>(VecOp))
10948           Mask.assign(NumVectorElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10949         else {
10950           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
10951           Mask.assign(NumVectorElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
10952                                                        NumVectorElts));
10953         } 
10954         Mask[InsertedIdx] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
10955         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
10956                                      ConstantVector::get(Mask));
10957       }
10958       
10959       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
10960       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
10961       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
10962         std::vector<Constant*> Mask;
10963         Value *RHS = 0;
10964         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
10965         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
10966         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
10967         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
10968       }
10969     }
10970   }
10971
10972   return 0;
10973 }
10974
10975
10976 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
10977   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
10978   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
10979   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
10980
10981   bool MadeChange = false;
10982   
10983   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
10984   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
10985     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
10986   
10987   // If we have shuffle(x, undef, mask) and any elements of mask refer to
10988   // the undef, change them to undefs.
10989   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(1))) {
10990     // Scan to see if there are any references to the RHS.  If so, replace them
10991     // with undef element refs and set MadeChange to true.
10992     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10993       if (Mask[i] >= e && Mask[i] != 2*e) {
10994         Mask[i] = 2*e;
10995         MadeChange = true;
10996       }
10997     }
10998     
10999     if (MadeChange) {
11000       // Remap any references to RHS to use LHS.
11001       std::vector<Constant*> Elts;
11002       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
11003         if (Mask[i] == 2*e)
11004           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11005         else
11006           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
11007       }
11008       SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
11009     }
11010   }
11011   
11012   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
11013   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
11014   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
11015     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
11016       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
11017       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
11018     }
11019     
11020     // Remap any references to RHS to use LHS.
11021     std::vector<Constant*> Elts;
11022     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
11023       if (Mask[i] >= 2*e)
11024         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11025       else {
11026         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
11027             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS)))
11028           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
11029         else
11030           Mask[i] &= (e-1);  // Force to LHS.
11031         Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
11032       }
11033     }
11034     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
11035     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
11036     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
11037     LHS = SVI.getOperand(0);
11038     RHS = SVI.getOperand(1);
11039     MadeChange = true;
11040   }
11041   
11042   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
11043   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
11044     
11045   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
11046     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
11047     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
11048     isLHSID &= (Mask[i] == i);
11049       
11050     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
11051     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
11052   }
11053
11054   // Eliminate identity shuffles.
11055   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
11056   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
11057   
11058   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
11059   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
11060   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
11061   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
11062   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
11063   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
11064   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
11065   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
11066   // (splat(splat)) -> splat.
11067   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
11068     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
11069       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
11070
11071       std::vector<unsigned> NewMask;
11072       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
11073         if (Mask[i] >= 2*e)
11074           NewMask.push_back(2*e);
11075         else
11076           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
11077       
11078       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
11079       // the replacement.
11080       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
11081         std::vector<Constant*> Elts;
11082         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
11083           if (NewMask[i] >= e*2) {
11084             Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11085           } else {
11086             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
11087           }
11088         }
11089         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
11090                                      LHSSVI->getOperand(1),
11091                                      ConstantVector::get(Elts));
11092       }
11093     }
11094   }
11095
11096   return MadeChange ? &SVI : 0;
11097 }
11098
11099
11100
11101
11102 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
11103 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
11104 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
11105 /// end of its block.
11106 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
11107   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
11108
11109   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
11110   if (isa<PHINode>(I) || I->mayWriteToMemory()) return false;
11111
11112   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
11113   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
11114         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
11115     return false;
11116
11117   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
11118   // the end of block that could change the value.
11119   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
11120     for (BasicBlock::iterator Scan = LI, E = LI->getParent()->end();
11121          Scan != E; ++Scan)
11122       if (Scan->mayWriteToMemory())
11123         return false;
11124   }
11125
11126   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->begin();
11127   while (isa<PHINode>(InsertPos)) ++InsertPos;
11128
11129   I->moveBefore(InsertPos);
11130   ++NumSunkInst;
11131   return true;
11132 }
11133
11134
11135 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
11136 /// all reachable code to the worklist.
11137 ///
11138 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
11139 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
11140 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
11141 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
11142 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
11143 ///
11144 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
11145                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
11146                                        InstCombiner &IC,
11147                                        const TargetData *TD) {
11148   std::vector<BasicBlock*> Worklist;
11149   Worklist.push_back(BB);
11150
11151   while (!Worklist.empty()) {
11152     BB = Worklist.back();
11153     Worklist.pop_back();
11154     
11155     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
11156     if (!Visited.insert(BB)) continue;
11157     
11158     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
11159       Instruction *Inst = BBI++;
11160       
11161       // DCE instruction if trivially dead.
11162       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
11163         ++NumDeadInst;
11164         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
11165         Inst->eraseFromParent();
11166         continue;
11167       }
11168       
11169       // ConstantProp instruction if trivially constant.
11170       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD)) {
11171         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
11172         Inst->replaceAllUsesWith(C);
11173         ++NumConstProp;
11174         Inst->eraseFromParent();
11175         continue;
11176       }
11177      
11178       IC.AddToWorkList(Inst);
11179     }
11180
11181     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
11182     // constant, only visit the reachable successor.
11183     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
11184     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
11185       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
11186         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
11187         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
11188         Worklist.push_back(ReachableBB);
11189         continue;
11190       }
11191     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
11192       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
11193         // See if this is an explicit destination.
11194         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
11195           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
11196             BasicBlock *ReachableBB = SI->getSuccessor(i);
11197             Worklist.push_back(ReachableBB);
11198             continue;
11199           }
11200         
11201         // Otherwise it is the default destination.
11202         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
11203         continue;
11204       }
11205     }
11206     
11207     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
11208       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
11209   }
11210 }
11211
11212 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
11213   bool Changed = false;
11214   TD = &getAnalysis<TargetData>();
11215   
11216   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
11217              << F.getNameStr() << "\n");
11218
11219   {
11220     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
11221     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
11222     // track of which blocks we visit.
11223     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
11224     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
11225
11226     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
11227     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
11228     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
11229     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
11230       if (!Visited.count(BB)) {
11231         Instruction *Term = BB->getTerminator();
11232         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
11233           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
11234
11235           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
11236           ++NumDeadInst;
11237
11238           if (!I->use_empty())
11239             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
11240           I->eraseFromParent();
11241         }
11242       }
11243   }
11244
11245   while (!Worklist.empty()) {
11246     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
11247     if (I == 0) continue;  // skip null values.
11248
11249     // Check to see if we can DCE the instruction.
11250     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
11251       // Add operands to the worklist.
11252       if (I->getNumOperands() < 4)
11253         AddUsesToWorkList(*I);
11254       ++NumDeadInst;
11255
11256       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
11257
11258       I->eraseFromParent();
11259       RemoveFromWorkList(I);
11260       continue;
11261     }
11262
11263     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
11264     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD)) {
11265       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
11266
11267       // Add operands to the worklist.
11268       AddUsesToWorkList(*I);
11269       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
11270
11271       ++NumConstProp;
11272       I->eraseFromParent();
11273       RemoveFromWorkList(I);
11274       continue;
11275     }
11276
11277     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
11278     if (I->hasOneUse()) {
11279       BasicBlock *BB = I->getParent();
11280       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
11281       if (UserParent != BB) {
11282         bool UserIsSuccessor = false;
11283         // See if the user is one of our successors.
11284         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
11285           if (*SI == UserParent) {
11286             UserIsSuccessor = true;
11287             break;
11288           }
11289
11290         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
11291         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
11292         // otherwise), we can keep going.
11293         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
11294             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
11295           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
11296           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
11297       }
11298     }
11299
11300     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
11301 #ifndef NDEBUG
11302     std::string OrigI;
11303 #endif
11304     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
11305     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
11306       ++NumCombined;
11307       // Should we replace the old instruction with a new one?
11308       if (Result != I) {
11309         DOUT << "IC: Old = " << *I
11310              << "    New = " << *Result;
11311
11312         // Everything uses the new instruction now.
11313         I->replaceAllUsesWith(Result);
11314
11315         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
11316         AddToWorkList(Result);
11317         AddUsersToWorkList(*Result);
11318
11319         // Move the name to the new instruction first.
11320         Result->takeName(I);
11321
11322         // Insert the new instruction into the basic block...
11323         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
11324         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
11325
11326         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
11327           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
11328             ++InsertPos;
11329
11330         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
11331
11332         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
11333         // use counts.
11334         AddUsesToWorkList(*I);
11335
11336         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
11337         // we do not process an instruction that has been deleted.
11338         RemoveFromWorkList(I);
11339
11340         // Erase the old instruction.
11341         InstParent->getInstList().erase(I);
11342       } else {
11343 #ifndef NDEBUG
11344         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
11345              << "    New = " << *I;
11346 #endif
11347
11348         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
11349         // if so, remove it.
11350         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
11351           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
11352           // use counts.
11353           AddUsesToWorkList(*I);
11354
11355           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
11356           // occurrences of this instruction.
11357           RemoveFromWorkList(I);
11358           I->eraseFromParent();
11359         } else {
11360           AddToWorkList(I);
11361           AddUsersToWorkList(*I);
11362         }
11363       }
11364       Changed = true;
11365     }
11366   }
11367
11368   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
11369     
11370   // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
11371   WorklistMap.clear();
11372   return Changed;
11373 }
11374
11375
11376 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
11377   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
11378   
11379   bool EverMadeChange = false;
11380
11381   // Iterate while there is work to do.
11382   unsigned Iteration = 0;
11383   while (DoOneIteration(F, Iteration++)) 
11384     EverMadeChange = true;
11385   return EverMadeChange;
11386 }
11387
11388 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
11389   return new InstCombiner();
11390 }
11391