Change instcombine to use FoldPHIArgGEPIntoPHI to fold two operand PHIs
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
11 // instructions.  This pass does not modify the CFG.  This pass is where
12 // algebraic simplification happens.
13 //
14 // This pass combines things like:
15 //    %Y = add i32 %X, 1
16 //    %Z = add i32 %Y, 1
17 // into:
18 //    %Z = add i32 %X, 2
19 //
20 // This is a simple worklist driven algorithm.
21 //
22 // This pass guarantees that the following canonicalizations are performed on
23 // the program:
24 //    1. If a binary operator has a constant operand, it is moved to the RHS
25 //    2. Bitwise operators with constant operands are always grouped so that
26 //       shifts are performed first, then or's, then and's, then xor's.
27 //    3. Compare instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
28 //    4. All cmp instructions on boolean values are replaced with logical ops
29 //    5. add X, X is represented as (X*2) => (X << 1)
30 //    6. Multiplies with a power-of-two constant argument are transformed into
31 //       shifts.
32 //   ... etc.
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
37 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
38 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
39 #include "llvm/Pass.h"
40 #include "llvm/DerivedTypes.h"
41 #include "llvm/GlobalVariable.h"
42 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
43 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
44 #include "llvm/Target/TargetData.h"
45 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
46 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
47 #include "llvm/Support/CallSite.h"
48 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
49 #include "llvm/Support/Debug.h"
50 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
51 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
52 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
53 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
54 #include "llvm/Support/Compiler.h"
55 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
56 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
57 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
58 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
59 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
60 #include <algorithm>
61 #include <climits>
62 #include <sstream>
63 using namespace llvm;
64 using namespace llvm::PatternMatch;
65
66 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
67 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
68 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
69 STATISTIC(NumDeadStore, "Number of dead stores eliminated");
70 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
71
72 namespace {
73   class VISIBILITY_HIDDEN InstCombiner
74     : public FunctionPass,
75       public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
76     // Worklist of all of the instructions that need to be simplified.
77     SmallVector<Instruction*, 256> Worklist;
78     DenseMap<Instruction*, unsigned> WorklistMap;
79     TargetData *TD;
80     bool MustPreserveLCSSA;
81   public:
82     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
83     InstCombiner() : FunctionPass(&ID) {}
84
85     /// AddToWorkList - Add the specified instruction to the worklist if it
86     /// isn't already in it.
87     void AddToWorkList(Instruction *I) {
88       if (WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size())).second)
89         Worklist.push_back(I);
90     }
91     
92     // RemoveFromWorkList - remove I from the worklist if it exists.
93     void RemoveFromWorkList(Instruction *I) {
94       DenseMap<Instruction*, unsigned>::iterator It = WorklistMap.find(I);
95       if (It == WorklistMap.end()) return; // Not in worklist.
96       
97       // Don't bother moving everything down, just null out the slot.
98       Worklist[It->second] = 0;
99       
100       WorklistMap.erase(It);
101     }
102     
103     Instruction *RemoveOneFromWorkList() {
104       Instruction *I = Worklist.back();
105       Worklist.pop_back();
106       WorklistMap.erase(I);
107       return I;
108     }
109
110     
111     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
112     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
113     /// now.
114     ///
115     void AddUsersToWorkList(Value &I) {
116       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
117            UI != UE; ++UI)
118         AddToWorkList(cast<Instruction>(*UI));
119     }
120
121     /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
122     /// the work lists because they might get more simplified now.
123     ///
124     void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
125       for (User::op_iterator i = I.op_begin(), e = I.op_end(); i != e; ++i)
126         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(*i))
127           AddToWorkList(Op);
128     }
129     
130     /// AddSoonDeadInstToWorklist - The specified instruction is about to become
131     /// dead.  Add all of its operands to the worklist, turning them into
132     /// undef's to reduce the number of uses of those instructions.
133     ///
134     /// Return the specified operand before it is turned into an undef.
135     ///
136     Value *AddSoonDeadInstToWorklist(Instruction &I, unsigned op) {
137       Value *R = I.getOperand(op);
138       
139       for (User::op_iterator i = I.op_begin(), e = I.op_end(); i != e; ++i)
140         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(*i)) {
141           AddToWorkList(Op);
142           // Set the operand to undef to drop the use.
143           *i = UndefValue::get(Op->getType());
144         }
145       
146       return R;
147     }
148
149   public:
150     virtual bool runOnFunction(Function &F);
151     
152     bool DoOneIteration(Function &F, unsigned ItNum);
153
154     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
155       AU.addRequired<TargetData>();
156       AU.addPreservedID(LCSSAID);
157       AU.setPreservesCFG();
158     }
159
160     TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
161
162     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
163     // instruction types.  The semantics are as follows:
164     // Return Value:
165     //    null        - No change was made
166     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
167     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
168     //
169     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
170     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
171     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
172     Instruction *visitURem(BinaryOperator &I);
173     Instruction *visitSRem(BinaryOperator &I);
174     Instruction *visitFRem(BinaryOperator &I);
175     bool SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I);
176     Instruction *commonRemTransforms(BinaryOperator &I);
177     Instruction *commonIRemTransforms(BinaryOperator &I);
178     Instruction *commonDivTransforms(BinaryOperator &I);
179     Instruction *commonIDivTransforms(BinaryOperator &I);
180     Instruction *visitUDiv(BinaryOperator &I);
181     Instruction *visitSDiv(BinaryOperator &I);
182     Instruction *visitFDiv(BinaryOperator &I);
183     Instruction *FoldAndOfICmps(Instruction &I, ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS);
184     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
185     Instruction *FoldOrOfICmps(Instruction &I, ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS);
186     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
187     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
188     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
189     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
190     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
191     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
192     Instruction *FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I, Instruction *LHSI,
193                                       Constant *RHSC);
194     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
195     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
196     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
197     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
198                                                 Instruction *LHS,
199                                                 ConstantInt *RHS);
200     Instruction *FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
201                                 ConstantInt *DivRHS);
202
203     Instruction *FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
204                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
205     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
206                                      BinaryOperator &I);
207     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
208     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
209     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
210     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
211     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
212     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
213     Instruction *visitFPTrunc(FPTruncInst &CI);
214     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
215     Instruction *visitFPToUI(FPToUIInst &FI);
216     Instruction *visitFPToSI(FPToSIInst &FI);
217     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
218     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
219     Instruction *visitPtrToInt(CastInst &CI);
220     Instruction *visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI);
221     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
222     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
223                                 Instruction *FI);
224     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &SI);
225     Instruction *visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI, ICmpInst *ICI);
226     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
227     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
228     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
229     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
230     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
231     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
232     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
233     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
234     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
235     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
236     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
237     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
238     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
239     Instruction *visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV);
240
241     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
242     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
243
244   private:
245     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
246     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
247     Instruction *transformCallThroughTrampoline(CallSite CS);
248     Instruction *transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
249                                    bool DoXform = true);
250     bool WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS);
251
252   public:
253     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
254     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
255     //
256     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
257       assert(New && New->getParent() == 0 &&
258              "New instruction already inserted into a basic block!");
259       BasicBlock *BB = Old.getParent();
260       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
261       AddToWorkList(New);
262       return New;
263     }
264
265     /// InsertCastBefore - Insert a cast of V to TY before the instruction POS.
266     /// This also adds the cast to the worklist.  Finally, this returns the
267     /// cast.
268     Value *InsertCastBefore(Instruction::CastOps opc, Value *V, const Type *Ty,
269                             Instruction &Pos) {
270       if (V->getType() == Ty) return V;
271
272       if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V))
273         return ConstantExpr::getCast(opc, CV, Ty);
274       
275       Instruction *C = CastInst::Create(opc, V, Ty, V->getName(), &Pos);
276       AddToWorkList(C);
277       return C;
278     }
279         
280     Value *InsertBitCastBefore(Value *V, const Type *Ty, Instruction &Pos) {
281       return InsertCastBefore(Instruction::BitCast, V, Ty, Pos);
282     }
283
284
285     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
286     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
287     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
288     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
289     // modified.
290     //
291     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
292       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
293       if (&I != V) {
294         I.replaceAllUsesWith(V);
295         return &I;
296       } else {
297         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
298         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
299         I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
300         return &I;
301       }
302     }
303
304     // UpdateValueUsesWith - This method is to be used when an value is
305     // found to be replacable with another preexisting expression or was
306     // updated.  Here we add all uses of I to the worklist, replace all uses of
307     // I with the new value (unless the instruction was just updated), then
308     // return true, so that the inst combiner will know that I was modified.
309     //
310     bool UpdateValueUsesWith(Value *Old, Value *New) {
311       AddUsersToWorkList(*Old);         // Add all modified instrs to worklist
312       if (Old != New)
313         Old->replaceAllUsesWith(New);
314       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Old))
315         AddToWorkList(I);
316       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(New))
317         AddToWorkList(I);
318       return true;
319     }
320     
321     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
322     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
323     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
324     // this function.
325     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
326       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
327       AddUsesToWorkList(I);
328       RemoveFromWorkList(&I);
329       I.eraseFromParent();
330       return 0;  // Don't do anything with FI
331     }
332         
333     void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt &KnownZero,
334                            APInt &KnownOne, unsigned Depth = 0) const {
335       return llvm::ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth);
336     }
337     
338     bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask, 
339                            unsigned Depth = 0) const {
340       return llvm::MaskedValueIsZero(V, Mask, TD, Depth);
341     }
342     unsigned ComputeNumSignBits(Value *Op, unsigned Depth = 0) const {
343       return llvm::ComputeNumSignBits(Op, TD, Depth);
344     }
345
346   private:
347
348     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
349     /// commutative operators.
350     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
351
352     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
353     /// most-complex to least-complex order.
354     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
355
356     /// SimplifyDemandedBits - Attempts to replace V with a simpler value based
357     /// on the demanded bits.
358     bool SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
359                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
360                               unsigned Depth = 0);
361
362     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
363                                       uint64_t &UndefElts, unsigned Depth = 0);
364       
365     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
366     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
367     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
368     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
369
370     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
371     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
372     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
373     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
374     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
375     Instruction *FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN);
376
377     
378     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
379                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
380     
381     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
382                               bool isSub, Instruction &I);
383     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
384                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
385     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocationInst &AI);
386     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
387     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
388     Instruction *SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI);
389     Instruction *SimplifyMemSet(MemSetInst *MI);
390
391
392     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
393
394     bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
395                                     unsigned CastOpc,
396                                     int &NumCastsRemoved);
397     unsigned GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
398                                         unsigned PrefAlign = 0);
399
400   };
401 }
402
403 char InstCombiner::ID = 0;
404 static RegisterPass<InstCombiner>
405 X("instcombine", "Combine redundant instructions");
406
407 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
408 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
409 static unsigned getComplexity(Value *V) {
410   if (isa<Instruction>(V)) {
411     if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
412       return 3;
413     return 4;
414   }
415   if (isa<Argument>(V)) return 3;
416   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
417 }
418
419 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
420 // it.
421 static bool isOnlyUse(Value *V) {
422   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
423 }
424
425 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
426 // though a va_arg area...
427 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
428   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
429     if (ITy->getBitWidth() < 32)
430       return Type::Int32Ty;
431   }
432   return Ty;
433 }
434
435 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst, a constant
436 /// expression bitcast, or a GetElementPtrInst with all zero indices, return the
437 /// operand value, otherwise return null.
438 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
439   if (BitCastInst *I = dyn_cast<BitCastInst>(V))
440     // BitCastInst?
441     return I->getOperand(0);
442   else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
443     // GetElementPtrInst?
444     if (GEP->hasAllZeroIndices())
445       return GEP->getOperand(0);
446   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
447     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
448       // BitCast ConstantExp?
449       return CE->getOperand(0);
450     else if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
451       // GetElementPtr ConstantExp?
452       for (User::op_iterator I = CE->op_begin() + 1, E = CE->op_end();
453            I != E; ++I) {
454         ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I);
455         if (!CI || !CI->isZero())
456           // Any non-zero indices? Not cast-like.
457           return 0;
458       }
459       // All-zero indices? This is just like casting.
460       return CE->getOperand(0);
461     }
462   }
463   return 0;
464 }
465
466 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
467 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
468 static Instruction::CastOps 
469 isEliminableCastPair(
470   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
471   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
472   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
473   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
474 ) {
475   
476   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
477   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
478
479   // Get the opcodes of the two Cast instructions
480   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
481   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
482
483   return Instruction::CastOps(
484       CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
485                                      DstTy, TD->getIntPtrType()));
486 }
487
488 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
489 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
490 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
491 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
492                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
493   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
494   
495   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
496   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
497     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD)) 
498       return false;
499   return true;
500 }
501
502 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
503 // operators:
504 //
505 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
506 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
507 //     binary operators.
508 //
509 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
510 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
511 //
512 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
513   bool Changed = false;
514   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
515     Changed = !I.swapOperands();
516
517   if (!I.isAssociative()) return Changed;
518   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
519   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
520     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
521       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
522         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
523                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
524                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
525         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
526         I.setOperand(1, Folded);
527         return true;
528       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
529         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
530             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
531           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
532           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
533
534           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
535           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
536           Instruction *New = BinaryOperator::Create(Opcode, Op->getOperand(0),
537                                                     Op1->getOperand(0),
538                                                     Op1->getName(), &I);
539           AddToWorkList(New);
540           I.setOperand(0, New);
541           I.setOperand(1, Folded);
542           return true;
543         }
544     }
545   return Changed;
546 }
547
548 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
549 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
550 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
551 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
552   if (getComplexity(I.getOperand(0)) >= getComplexity(I.getOperand(1)))
553     return false;
554   I.swapOperands();
555   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
556   return true;
557 }
558
559 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
560 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
561 //
562 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
563   if (BinaryOperator::isNeg(V))
564     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
565
566   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
567   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
568     return ConstantExpr::getNeg(C);
569
570   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V))
571     if (C->getType()->getElementType()->isInteger())
572       return ConstantExpr::getNeg(C);
573
574   return 0;
575 }
576
577 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
578   if (BinaryOperator::isNot(V))
579     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
580
581   // Constants can be considered to be not'ed values...
582   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
583     return ConstantInt::get(~C->getValue());
584   return 0;
585 }
586
587 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
588 // other computations (because it has a constant operand), return the
589 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
590 // Otherwise, return null.
591 //
592 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
593   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
594     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
595       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
596         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
597           return I->getOperand(0);
598       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
599         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
600           // The multiplier is really 1 << CST.
601           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
602           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
603           CST = ConstantInt::get(APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
604           return I->getOperand(0);
605         }
606     }
607   return 0;
608 }
609
610 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
611 /// expression, return it.
612 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
613   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
614   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
615     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
616       return cast<User>(V);
617   return false;
618 }
619
620 /// getOpcode - If this is an Instruction or a ConstantExpr, return the
621 /// opcode value. Otherwise return UserOp1.
622 static unsigned getOpcode(const Value *V) {
623   if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
624     return I->getOpcode();
625   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
626     return CE->getOpcode();
627   // Use UserOp1 to mean there's no opcode.
628   return Instruction::UserOp1;
629 }
630
631 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
632 static ConstantInt *AddOne(ConstantInt *C) {
633   APInt Val(C->getValue());
634   return ConstantInt::get(++Val);
635 }
636 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
637 static ConstantInt *SubOne(ConstantInt *C) {
638   APInt Val(C->getValue());
639   return ConstantInt::get(--Val);
640 }
641 /// Add - Add two ConstantInts together
642 static ConstantInt *Add(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
643   return ConstantInt::get(C1->getValue() + C2->getValue());
644 }
645 /// And - Bitwise AND two ConstantInts together
646 static ConstantInt *And(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
647   return ConstantInt::get(C1->getValue() & C2->getValue());
648 }
649 /// Subtract - Subtract one ConstantInt from another
650 static ConstantInt *Subtract(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
651   return ConstantInt::get(C1->getValue() - C2->getValue());
652 }
653 /// Multiply - Multiply two ConstantInts together
654 static ConstantInt *Multiply(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
655   return ConstantInt::get(C1->getValue() * C2->getValue());
656 }
657 /// MultiplyOverflows - True if the multiply can not be expressed in an int
658 /// this size.
659 static bool MultiplyOverflows(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2, bool sign) {
660   uint32_t W = C1->getBitWidth();
661   APInt LHSExt = C1->getValue(), RHSExt = C2->getValue();
662   if (sign) {
663     LHSExt.sext(W * 2);
664     RHSExt.sext(W * 2);
665   } else {
666     LHSExt.zext(W * 2);
667     RHSExt.zext(W * 2);
668   }
669
670   APInt MulExt = LHSExt * RHSExt;
671
672   if (sign) {
673     APInt Min = APInt::getSignedMinValue(W).sext(W * 2);
674     APInt Max = APInt::getSignedMaxValue(W).sext(W * 2);
675     return MulExt.slt(Min) || MulExt.sgt(Max);
676   } else 
677     return MulExt.ugt(APInt::getLowBitsSet(W * 2, W));
678 }
679
680
681 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
682 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
683 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
684 /// constant and return true.
685 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
686                                    APInt Demanded) {
687   assert(I && "No instruction?");
688   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
689
690   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
691   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
692   if (!OpC) return false;
693
694   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
695   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
696   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
697     return false;
698
699   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
700   Demanded &= OpC->getValue();
701   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(Demanded));
702   return true;
703 }
704
705 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
706 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
707 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
708 // min/max.
709 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
710                                                    const APInt& KnownZero,
711                                                    const APInt& KnownOne,
712                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
713   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
714   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
715          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
716          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() == BitWidth &&
717          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
718   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
719
720   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
721   // bit if it is unknown.
722   Min = KnownOne;
723   Max = KnownOne|UnknownBits;
724   
725   if (UnknownBits[BitWidth-1]) { // Sign bit is unknown
726     Min.set(BitWidth-1);
727     Max.clear(BitWidth-1);
728   }
729 }
730
731 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
732 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
733 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
734 // min/max.
735 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
736                                                      const APInt &KnownZero,
737                                                      const APInt &KnownOne,
738                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
739   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(); BitWidth = BitWidth;
740   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
741          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
742          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() &&
743          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
744   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
745   
746   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
747   Min = KnownOne;
748   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
749   Max = KnownOne|UnknownBits;
750 }
751
752 /// SimplifyDemandedBits - This function attempts to replace V with a simpler
753 /// value based on the demanded bits. When this function is called, it is known
754 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
755 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
756 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
757 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
758 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
759 /// to be one in the expression. KnownZero contains all the bits that are known
760 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
761 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
762 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
763 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
764 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
765 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
766 /// and KnownOne must all be the same.
767 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask,
768                                         APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
769                                         unsigned Depth) {
770   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
771   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
772   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
773   const IntegerType *VTy = cast<IntegerType>(V->getType());
774   assert(VTy->getBitWidth() == BitWidth && 
775          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
776          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
777          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne \
778           must have same BitWidth");
779   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
780     // We know all of the bits for a constant!
781     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
782     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
783     return false;
784   }
785   
786   KnownZero.clear(); 
787   KnownOne.clear();
788   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
789     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
790       // Just compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
791       ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
792       return false;
793     }
794     // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
795     // just set the DemandedMask to all bits.
796     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
797   } else if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
798     if (V != UndefValue::get(VTy))
799       return UpdateValueUsesWith(V, UndefValue::get(VTy));
800     return false;
801   } else if (Depth == 6) {        // Limit search depth.
802     return false;
803   }
804   
805   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
806   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
807
808   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
809   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
810   switch (I->getOpcode()) {
811   default:
812     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
813     break;
814   case Instruction::And:
815     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
816     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
817                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
818       return true;
819     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
820            "Bits known to be one AND zero?"); 
821
822     // If something is known zero on the RHS, the bits aren't demanded on the
823     // LHS.
824     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
825                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
826       return true;
827     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
828            "Bits known to be one AND zero?"); 
829
830     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
831     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
832     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
833         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
834       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
835     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
836         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
837       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
838     
839     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
840     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
841       return UpdateValueUsesWith(I, Constant::getNullValue(VTy));
842       
843     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
844     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
845       return UpdateValueUsesWith(I, I);
846       
847     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
848     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
849     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
850     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
851     break;
852   case Instruction::Or:
853     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
854     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
855                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
856       return true;
857     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
858            "Bits known to be one AND zero?"); 
859     // If something is known one on the RHS, the bits aren't demanded on the
860     // LHS.
861     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
862                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
863       return true;
864     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
865            "Bits known to be one AND zero?"); 
866     
867     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
868     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
869     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
870         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
871       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
872     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
873         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
874       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
875
876     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
877     // the other side, just use the 'other' side.
878     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
879         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
880       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
881     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
882         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
883       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
884         
885     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
886     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
887       return UpdateValueUsesWith(I, I);
888           
889     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
890     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
891     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
892     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
893     break;
894   case Instruction::Xor: {
895     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
896                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
897       return true;
898     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
899            "Bits known to be one AND zero?"); 
900     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
901                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
902       return true;
903     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
904            "Bits known to be one AND zero?"); 
905     
906     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
907     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
908     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
909       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
910     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
911       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
912     
913     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
914     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
915                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
916     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
917     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
918                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
919     
920     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
921     // other, turn this into an *inclusive* or.
922     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
923     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
924       Instruction *Or =
925         BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
926                                  I->getName());
927       InsertNewInstBefore(Or, *I);
928       return UpdateValueUsesWith(I, Or);
929     }
930     
931     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
932     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
933     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
934     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
935     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
936       // all known
937       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
938         Constant *AndC = ConstantInt::get(~RHSKnownOne & DemandedMask);
939         Instruction *And = 
940           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
941         InsertNewInstBefore(And, *I);
942         return UpdateValueUsesWith(I, And);
943       }
944     }
945     
946     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
947     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
948     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
949       return UpdateValueUsesWith(I, I);
950     
951     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
952     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
953     break;
954   }
955   case Instruction::Select:
956     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(2), DemandedMask,
957                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
958       return true;
959     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
960                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
961       return true;
962     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
963            "Bits known to be one AND zero?"); 
964     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
965            "Bits known to be one AND zero?"); 
966     
967     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
968     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
969       return UpdateValueUsesWith(I, I);
970     if (ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
971       return UpdateValueUsesWith(I, I);
972     
973     // Only known if known in both the LHS and RHS.
974     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
975     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
976     break;
977   case Instruction::Trunc: {
978     uint32_t truncBf = 
979       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
980     DemandedMask.zext(truncBf);
981     RHSKnownZero.zext(truncBf);
982     RHSKnownOne.zext(truncBf);
983     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
984                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
985       return true;
986     DemandedMask.trunc(BitWidth);
987     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
988     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
989     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
990            "Bits known to be one AND zero?"); 
991     break;
992   }
993   case Instruction::BitCast:
994     if (!I->getOperand(0)->getType()->isInteger())
995       return false;
996       
997     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
998                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
999       return true;
1000     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1001            "Bits known to be one AND zero?"); 
1002     break;
1003   case Instruction::ZExt: {
1004     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1005     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1006     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1007     
1008     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1009     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1010     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1011     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1012                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1013       return true;
1014     DemandedMask.zext(BitWidth);
1015     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1016     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1017     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1018            "Bits known to be one AND zero?"); 
1019     // The top bits are known to be zero.
1020     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1021     break;
1022   }
1023   case Instruction::SExt: {
1024     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1025     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1026     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1027     
1028     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1029                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1030
1031     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1032     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1033     // bit is demanded.
1034     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1035       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1036       
1037     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1038     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1039     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1040     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InputDemandedBits,
1041                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1042       return true;
1043     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1044     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1045     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1046     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1047            "Bits known to be one AND zero?"); 
1048       
1049     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1050     // top bits of the result.
1051
1052     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1053     // convert this into a zero extension.
1054     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits)
1055     {
1056       // Convert to ZExt cast
1057       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName(), I);
1058       return UpdateValueUsesWith(I, NewCast);
1059     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1060       RHSKnownOne |= NewBits;
1061     }
1062     break;
1063   }
1064   case Instruction::Add: {
1065     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1066     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1067     // either.
1068     uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1069       
1070     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1071     // we can do.
1072     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1073       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1074       // won't work if the RHS is zero.
1075       if (RHS->isZero())
1076         break;
1077       
1078       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1079       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1080       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1081
1082       // Find information about known zero/one bits in the input.
1083       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InDemandedBits, 
1084                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1085         return true;
1086
1087       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1088       // the constant.
1089       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
1090         return UpdateValueUsesWith(I, I);
1091       
1092       // Avoid excess work.
1093       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1094         break;
1095       
1096       // Turn it into OR if input bits are zero.
1097       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1098         Instruction *Or =
1099           BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1100                                    I->getName());
1101         InsertNewInstBefore(Or, *I);
1102         return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1103       }
1104       
1105       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1106       // depending on potential carries from the input constant and the
1107       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1108       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1109       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1110       
1111       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1112       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1113       // this scan.
1114       const APInt& RHSVal = RHS->getValue();
1115       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1116       
1117       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1118       
1119       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1120       // other, and there is no input carry.
1121       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1122                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1123       
1124       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1125       // is no input carry.
1126       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1127     } else {
1128       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1129       // the high bits of its LHS or RHS.
1130       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1131         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1132         // significant bit and all those below it.
1133         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1134         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1135                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1136           return true;
1137         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1138                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1139           return true;
1140       }
1141     }
1142     break;
1143   }
1144   case Instruction::Sub:
1145     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1146     // the high bits of its LHS or RHS.
1147     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1148       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1149       // significant bit and all those below it.
1150       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1151       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1152       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1153                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1154         return true;
1155       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1156                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1157         return true;
1158     }
1159     // Otherwise just hand the sub off to ComputeMaskedBits to fill in
1160     // the known zeros and ones.
1161     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1162     break;
1163   case Instruction::Shl:
1164     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1165       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1166       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1167       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn, 
1168                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1169         return true;
1170       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1171              "Bits known to be one AND zero?"); 
1172       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1173       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1174       // low bits known zero.
1175       if (ShiftAmt)
1176         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1177     }
1178     break;
1179   case Instruction::LShr:
1180     // For a logical shift right
1181     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1182       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1183       
1184       // Unsigned shift right.
1185       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1186       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn,
1187                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1188         return true;
1189       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1190              "Bits known to be one AND zero?"); 
1191       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1192       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1193       if (ShiftAmt) {
1194         // Compute the new bits that are at the top now.
1195         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1196         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1197       }
1198     }
1199     break;
1200   case Instruction::AShr:
1201     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1202     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1203     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1204     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1205     if (DemandedMask == 1) {
1206       // Perform the logical shift right.
1207       Value *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1208                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1209       InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1210       return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1211     }    
1212
1213     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1214     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1215     if (DemandedMask.isSignBit())
1216       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1217     
1218     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1219       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1220       
1221       // Signed shift right.
1222       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1223       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1224       // demanded.
1225       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1226         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1227       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0),
1228                                DemandedMaskIn,
1229                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1230         return true;
1231       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1232              "Bits known to be one AND zero?"); 
1233       // Compute the new bits that are at the top now.
1234       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1235       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1236       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1237         
1238       // Handle the sign bits.
1239       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1240       // Adjust to where it is now in the mask.
1241       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1242         
1243       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1244       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1245       if (BitWidth <= ShiftAmt || RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1246           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1247         // Perform the logical shift right.
1248         Value *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1249                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1250         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1251         return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1252       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1253         RHSKnownOne |= HighBits;
1254       }
1255     }
1256     break;
1257   case Instruction::SRem:
1258     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1259       APInt RA = Rem->getValue().abs();
1260       if (RA.isPowerOf2()) {
1261         if (DemandedMask.ule(RA))    // srem won't affect demanded bits
1262           return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1263
1264         APInt LowBits = RA - 1;
1265         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
1266         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), Mask2,
1267                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1268           return true;
1269
1270         if (LHSKnownZero[BitWidth-1] || ((LHSKnownZero & LowBits) == LowBits))
1271           LHSKnownZero |= ~LowBits;
1272
1273         KnownZero |= LHSKnownZero & DemandedMask;
1274
1275         assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
1276       }
1277     }
1278     break;
1279   case Instruction::URem: {
1280     APInt KnownZero2(BitWidth, 0), KnownOne2(BitWidth, 0);
1281     APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1282     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), AllOnes,
1283                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1284       return true;
1285
1286     uint32_t Leaders = KnownZero2.countLeadingOnes();
1287     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), AllOnes,
1288                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1289       return true;
1290
1291     Leaders = std::max(Leaders,
1292                        KnownZero2.countLeadingOnes());
1293     KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & DemandedMask;
1294     break;
1295   }
1296   case Instruction::Call:
1297     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
1298       switch (II->getIntrinsicID()) {
1299       default: break;
1300       case Intrinsic::bswap: {
1301         // If the only bits demanded come from one byte of the bswap result,
1302         // just shift the input byte into position to eliminate the bswap.
1303         unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1304         unsigned NTZ = DemandedMask.countTrailingZeros();
1305           
1306         // Round NTZ down to the next byte.  If we have 11 trailing zeros, then
1307         // we need all the bits down to bit 8.  Likewise, round NLZ.  If we
1308         // have 14 leading zeros, round to 8.
1309         NLZ &= ~7;
1310         NTZ &= ~7;
1311         // If we need exactly one byte, we can do this transformation.
1312         if (BitWidth-NLZ-NTZ == 8) {
1313           unsigned ResultBit = NTZ;
1314           unsigned InputBit = BitWidth-NTZ-8;
1315           
1316           // Replace this with either a left or right shift to get the byte into
1317           // the right place.
1318           Instruction *NewVal;
1319           if (InputBit > ResultBit)
1320             NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(I->getOperand(1),
1321                     ConstantInt::get(I->getType(), InputBit-ResultBit));
1322           else
1323             NewVal = BinaryOperator::CreateShl(I->getOperand(1),
1324                     ConstantInt::get(I->getType(), ResultBit-InputBit));
1325           NewVal->takeName(I);
1326           InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1327           return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1328         }
1329           
1330         // TODO: Could compute known zero/one bits based on the input.
1331         break;
1332       }
1333       }
1334     }
1335     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1336     break;
1337   }
1338   
1339   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1340   // constant.
1341   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
1342     return UpdateValueUsesWith(I, ConstantInt::get(RHSKnownOne));
1343   return false;
1344 }
1345
1346
1347 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value produces a vector with
1348 /// 64 or fewer elements.  DemandedElts contains the set of elements that are
1349 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1350 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1351 ///
1352 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1353 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1354 /// returned.  This returns null if no change was made.
1355 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
1356                                                 uint64_t &UndefElts,
1357                                                 unsigned Depth) {
1358   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1359   assert(VWidth <= 64 && "Vector too wide to analyze!");
1360   uint64_t EltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
1361   assert((DemandedElts & ~EltMask) == 0 && "Invalid DemandedElts!");
1362
1363   if (isa<UndefValue>(V)) {
1364     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1365     UndefElts = EltMask;
1366     return 0;
1367   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1368     UndefElts = EltMask;
1369     return UndefValue::get(V->getType());
1370   }
1371
1372   UndefElts = 0;
1373   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1374     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1375     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1376
1377     std::vector<Constant*> Elts;
1378     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1379       if (!(DemandedElts & (1ULL << i))) {   // If not demanded, set to undef.
1380         Elts.push_back(Undef);
1381         UndefElts |= (1ULL << i);
1382       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1383         Elts.push_back(Undef);
1384         UndefElts |= (1ULL << i);
1385       } else {                               // Otherwise, defined.
1386         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1387       }
1388
1389     // If we changed the constant, return it.
1390     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
1391     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1392   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1393     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1394     // set to undef.
1395     
1396     // Check if this is identity. If so, return 0 since we are not simplifying
1397     // anything.
1398     if (DemandedElts == ((1ULL << VWidth) -1))
1399       return 0;
1400     
1401     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1402     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
1403     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1404     std::vector<Constant*> Elts;
1405     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1406       Elts.push_back((DemandedElts & (1ULL << i)) ? Zero : Undef);
1407     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1408     return ConstantVector::get(Elts);
1409   }
1410   
1411   // Limit search depth.
1412   if (Depth == 10)
1413     return false;
1414
1415   // If multiple users are using the root value, procede with
1416   // simplification conservatively assuming that all elements
1417   // are needed.
1418   if (!V->hasOneUse()) {
1419     // Quit if we find multiple users of a non-root value though.
1420     // They'll be handled when it's their turn to be visited by
1421     // the main instcombine process.
1422     if (Depth != 0)
1423       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1424       return false;
1425
1426     // Conservatively assume that all elements are needed.
1427     DemandedElts = EltMask;
1428   }
1429   
1430   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1431   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
1432   
1433   bool MadeChange = false;
1434   uint64_t UndefElts2;
1435   Value *TmpV;
1436   switch (I->getOpcode()) {
1437   default: break;
1438     
1439   case Instruction::InsertElement: {
1440     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1441     // demand exactly the same input as we produce.
1442     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1443     if (Idx == 0) {
1444       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1445       // which elt is getting updated.
1446       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1447                                         UndefElts2, Depth+1);
1448       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1449       break;
1450     }
1451     
1452     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1453     // insertelement.
1454     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1455     if (IdxNo >= VWidth || (DemandedElts & (1ULL << IdxNo)) == 0)
1456       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1457     
1458     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1459     // input demanded set is simpler than the output set.
1460     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0),
1461                                       DemandedElts & ~(1ULL << IdxNo),
1462                                       UndefElts, Depth+1);
1463     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1464
1465     // The inserted element is defined.
1466     UndefElts &= ~(1ULL << IdxNo);
1467     break;
1468   }
1469   case Instruction::ShuffleVector: {
1470     ShuffleVectorInst *Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(I);
1471     uint64_t LHSVWidth =
1472       cast<VectorType>(Shuffle->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
1473     uint64_t LeftDemanded = 0, RightDemanded = 0;
1474     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1475       if (DemandedElts & (1ULL << i)) {
1476         unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1477         if (MaskVal != -1u) {
1478           assert(MaskVal < LHSVWidth * 2 &&
1479                  "shufflevector mask index out of range!");
1480           if (MaskVal < LHSVWidth)
1481             LeftDemanded |= 1ULL << MaskVal;
1482           else
1483             RightDemanded |= 1ULL << (MaskVal - LHSVWidth);
1484         }
1485       }
1486     }
1487
1488     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), LeftDemanded,
1489                                       UndefElts2, Depth+1);
1490     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1491
1492     uint64_t UndefElts3;
1493     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), RightDemanded,
1494                                       UndefElts3, Depth+1);
1495     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1496
1497     bool NewUndefElts = false;
1498     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1499       unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1500       if (MaskVal == -1u) {
1501         uint64_t NewBit = 1ULL << i;
1502         UndefElts |= NewBit;
1503       } else if (MaskVal < LHSVWidth) {
1504         uint64_t NewBit = ((UndefElts2 >> MaskVal) & 1) << i;
1505         NewUndefElts |= NewBit;
1506         UndefElts |= NewBit;
1507       } else {
1508         uint64_t NewBit = ((UndefElts3 >> (MaskVal - LHSVWidth)) & 1) << i;
1509         NewUndefElts |= NewBit;
1510         UndefElts |= NewBit;
1511       }
1512     }
1513
1514     if (NewUndefElts) {
1515       // Add additional discovered undefs.
1516       std::vector<Constant*> Elts;
1517       for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
1518         if (UndefElts & (1ULL << i))
1519           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
1520         else
1521           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
1522                                           Shuffle->getMaskValue(i)));
1523       }
1524       I->setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
1525       MadeChange = true;
1526     }
1527     break;
1528   }
1529   case Instruction::BitCast: {
1530     // Vector->vector casts only.
1531     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1532     if (!VTy) break;
1533     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1534     uint64_t InputDemandedElts = 0;
1535     unsigned Ratio;
1536
1537     if (VWidth == InVWidth) {
1538       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1539       // elements as are demanded of us.
1540       Ratio = 1;
1541       InputDemandedElts = DemandedElts;
1542     } else if (VWidth > InVWidth) {
1543       // Untested so far.
1544       break;
1545       
1546       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1547       // then an input element is live if any of the corresponding output
1548       // elements are live.
1549       Ratio = VWidth/InVWidth;
1550       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1551         if (DemandedElts & (1ULL << OutIdx))
1552           InputDemandedElts |= 1ULL << (OutIdx/Ratio);
1553       }
1554     } else {
1555       // Untested so far.
1556       break;
1557       
1558       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1559       // then an input element is live if the corresponding output element is
1560       // live.
1561       Ratio = InVWidth/VWidth;
1562       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1563         if (DemandedElts & (1ULL << InIdx/Ratio))
1564           InputDemandedElts |= 1ULL << InIdx;
1565     }
1566     
1567     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1568     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1569                                       UndefElts2, Depth+1);
1570     if (TmpV) {
1571       I->setOperand(0, TmpV);
1572       MadeChange = true;
1573     }
1574     
1575     UndefElts = UndefElts2;
1576     if (VWidth > InVWidth) {
1577       assert(0 && "Unimp");
1578       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1579       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1580       // undef.
1581       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1582         if (UndefElts2 & (1ULL << (OutIdx/Ratio)))
1583           UndefElts |= 1ULL << OutIdx;
1584     } else if (VWidth < InVWidth) {
1585       assert(0 && "Unimp");
1586       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1587       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1588       // elements are undef.
1589       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1590       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1591         if ((UndefElts2 & (1ULL << InIdx)) == 0)    // Not undef?
1592           UndefElts &= ~(1ULL << (InIdx/Ratio));    // Clear undef bit.
1593     }
1594     break;
1595   }
1596   case Instruction::And:
1597   case Instruction::Or:
1598   case Instruction::Xor:
1599   case Instruction::Add:
1600   case Instruction::Sub:
1601   case Instruction::Mul:
1602     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1603     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1604                                       UndefElts, Depth+1);
1605     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1606     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1607                                       UndefElts2, Depth+1);
1608     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1609       
1610     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1611     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1612     UndefElts &= UndefElts2;
1613     break;
1614     
1615   case Instruction::Call: {
1616     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1617     if (!II) break;
1618     switch (II->getIntrinsicID()) {
1619     default: break;
1620       
1621     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1622     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1623     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1624     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1625     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1626     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1627     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1628     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1629     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1630     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1631       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1632                                         UndefElts, Depth+1);
1633       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1634       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1635                                         UndefElts2, Depth+1);
1636       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1637
1638       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1639       // scalarize it now.
1640       if (DemandedElts == 1) {
1641         switch (II->getIntrinsicID()) {
1642         default: break;
1643         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1644         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1645         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1646         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1647           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1648           Value *LHS = II->getOperand(1);
1649           Value *RHS = II->getOperand(2);
1650           // Extract the element as scalars.
1651           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 0U,"tmp"), *II);
1652           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS, 0U,"tmp"), *II);
1653           
1654           switch (II->getIntrinsicID()) {
1655           default: assert(0 && "Case stmts out of sync!");
1656           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1657           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1658             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateSub(LHS, RHS,
1659                                                         II->getName()), *II);
1660             break;
1661           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1662           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1663             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(LHS, RHS,
1664                                                          II->getName()), *II);
1665             break;
1666           }
1667           
1668           Instruction *New =
1669             InsertElementInst::Create(UndefValue::get(II->getType()), TmpV, 0U,
1670                                       II->getName());
1671           InsertNewInstBefore(New, *II);
1672           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1673           return New;
1674         }            
1675       }
1676         
1677       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1678       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1679       UndefElts &= UndefElts2;
1680       break;
1681     }
1682     break;
1683   }
1684   }
1685   return MadeChange ? I : 0;
1686 }
1687
1688
1689 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1690 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1691 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1692 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1693 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1694 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1695 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1696 ///
1697 template<typename Functor>
1698 static Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
1699   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1700   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1701
1702   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1703   if (F.shouldApply(LHS))
1704     return F.apply(Root);
1705
1706   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1707   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1708   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1709     // Should we apply this transform to the RHS?
1710     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1711
1712     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1713     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1714       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1715       ShouldApply = true;
1716     }
1717
1718     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1719     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1720     if (ShouldApply) {
1721       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1722       // and perform the reassociation.
1723       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1724
1725       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1726       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1727
1728       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1729       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1730       if (&Root == TmpLHSI) {
1731         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1732         return 0;
1733       }
1734       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1735       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1736       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1737       TmpLHSI->moveBefore(ARI);                  // Move TmpLHSI to after Root
1738       ARI = Root;
1739
1740       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1741       // get to LHSI.
1742       while (TmpLHSI != LHSI) {
1743         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1744         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1745         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1746         NextLHSI->moveBefore(ARI);
1747         ARI = NextLHSI;
1748
1749         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1750         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1751         TmpLHSI = NextLHSI;
1752         ExtraOperand = NextOp;
1753       }
1754
1755       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1756       // the transformation...
1757       return F.apply(Root);
1758     }
1759
1760     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1761   }
1762   return 0;
1763 }
1764
1765 namespace {
1766
1767 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1768 struct AddRHS {
1769   Value *RHS;
1770   AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
1771   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1772   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1773     return BinaryOperator::CreateShl(Add.getOperand(0),
1774                                      ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
1775   }
1776 };
1777
1778 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1779 //                 iff C1&C2 == 0
1780 struct AddMaskingAnd {
1781   Constant *C2;
1782   AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
1783   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1784     ConstantInt *C1;
1785     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
1786            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
1787   }
1788   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1789     return BinaryOperator::CreateOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1790   }
1791 };
1792
1793 }
1794
1795 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1796                                              InstCombiner *IC) {
1797   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
1798     return IC->InsertCastBefore(CI->getOpcode(), SO, I.getType(), I);
1799   }
1800
1801   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1802   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1803   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1804
1805   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1806     if (ConstIsRHS)
1807       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1808     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1809   }
1810
1811   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1812   if (!ConstIsRHS)
1813     std::swap(Op0, Op1);
1814   Instruction *New;
1815   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1816     New = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
1817   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1818     New = CmpInst::Create(CI->getOpcode(), CI->getPredicate(), Op0, Op1, 
1819                           SO->getName()+".cmp");
1820   else {
1821     assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
1822     abort();
1823   }
1824   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
1825 }
1826
1827 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1828 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1829 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1830 // not have a second operand.
1831 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1832                                      InstCombiner *IC) {
1833   // Don't modify shared select instructions
1834   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1835   Value *TV = SI->getOperand(1);
1836   Value *FV = SI->getOperand(2);
1837
1838   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
1839     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
1840     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
1841
1842     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
1843     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
1844
1845     return SelectInst::Create(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
1846                               SelectFalseVal);
1847   }
1848   return 0;
1849 }
1850
1851
1852 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
1853 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
1854 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
1855 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
1856   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
1857   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
1858   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
1859
1860   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
1861   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
1862   // or if *it* is a PHI, bail out.
1863   BasicBlock *NonConstBB = 0;
1864   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
1865     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1866       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
1867       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
1868       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
1869       
1870       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
1871       // loop.
1872       if (NonConstBB == I.getParent())
1873         return 0;
1874     }
1875   
1876   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
1877   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
1878   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
1879   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
1880   if (NonConstBB) {
1881     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
1882     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
1883   }
1884
1885   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
1886   PHINode *NewPN = PHINode::Create(I.getType(), "");
1887   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
1888   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
1889   NewPN->takeName(PN);
1890
1891   // Next, add all of the operands to the PHI.
1892   if (I.getNumOperands() == 2) {
1893     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
1894     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1895       Value *InV = 0;
1896       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1897         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1898           InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
1899         else
1900           InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
1901       } else {
1902         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1903         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
1904           InV = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(),
1905                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1906                                        NonConstBB->getTerminator());
1907         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1908           InV = CmpInst::Create(CI->getOpcode(), 
1909                                 CI->getPredicate(),
1910                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1911                                 NonConstBB->getTerminator());
1912         else
1913           assert(0 && "Unknown binop!");
1914         
1915         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1916       }
1917       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1918     }
1919   } else { 
1920     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
1921     const Type *RetTy = CI->getType();
1922     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1923       Value *InV;
1924       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1925         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
1926       } else {
1927         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1928         InV = CastInst::Create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
1929                                I.getType(), "phitmp", 
1930                                NonConstBB->getTerminator());
1931         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1932       }
1933       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1934     }
1935   }
1936   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
1937 }
1938
1939
1940 /// WillNotOverflowSignedAdd - Return true if we can prove that:
1941 ///    (sext (add LHS, RHS))  === (add (sext LHS), (sext RHS))
1942 /// This basically requires proving that the add in the original type would not
1943 /// overflow to change the sign bit or have a carry out.
1944 bool InstCombiner::WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS) {
1945   // There are different heuristics we can use for this.  Here are some simple
1946   // ones.
1947   
1948   // Add has the property that adding any two 2's complement numbers can only 
1949   // have one carry bit which can change a sign.  As such, if LHS and RHS each
1950   // have at least two sign bits, we know that the addition of the two values will
1951   // sign extend fine.
1952   if (ComputeNumSignBits(LHS) > 1 && ComputeNumSignBits(RHS) > 1)
1953     return true;
1954   
1955   
1956   // If one of the operands only has one non-zero bit, and if the other operand
1957   // has a known-zero bit in a more significant place than it (not including the
1958   // sign bit) the ripple may go up to and fill the zero, but won't change the
1959   // sign.  For example, (X & ~4) + 1.
1960   
1961   // TODO: Implement.
1962   
1963   return false;
1964 }
1965
1966
1967 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
1968   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1969   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
1970
1971   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
1972     // X + undef -> undef
1973     if (isa<UndefValue>(RHS))
1974       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
1975
1976     // X + 0 --> X
1977     if (!I.getType()->isFPOrFPVector()) { // NOTE: -0 + +0 = +0.
1978       if (RHSC->isNullValue())
1979         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1980     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
1981       if (CFP->isExactlyValue(ConstantFP::getNegativeZero
1982                               (I.getType())->getValueAPF()))
1983         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1984     }
1985
1986     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
1987       // X + (signbit) --> X ^ signbit
1988       const APInt& Val = CI->getValue();
1989       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
1990       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
1991         return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
1992       
1993       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
1994       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
1995       if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
1996         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
1997         if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
1998                                  KnownZero, KnownOne))
1999           return &I;
2000       }
2001
2002       // zext(i1) - 1  ->  select i1, 0, -1
2003       if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(LHS))
2004         if (CI->isAllOnesValue() &&
2005             ZI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2006           return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0),
2007                                     Constant::getNullValue(I.getType()),
2008                                     ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
2009     }
2010
2011     if (isa<PHINode>(LHS))
2012       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2013         return NV;
2014     
2015     ConstantInt *XorRHS = 0;
2016     Value *XorLHS = 0;
2017     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
2018         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
2019       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2020       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
2021       
2022       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
2023       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
2024       APInt CFF80Val(-C0080Val);
2025       do {
2026         if (TySizeBits > Size) {
2027           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
2028           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
2029           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
2030               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
2031             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
2032             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
2033                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
2034               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
2035             break;
2036           }
2037         }
2038         Size >>= 1;
2039         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
2040         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
2041       } while (Size >= 1);
2042       
2043       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
2044       // with funny bit widths then this switch statement should be removed. It
2045       // is just here to get the size of the "middle" type back up to something
2046       // that the back ends can handle.
2047       const Type *MiddleType = 0;
2048       switch (Size) {
2049         default: break;
2050         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
2051         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
2052         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
2053       }
2054       if (MiddleType) {
2055         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
2056         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
2057         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2058       }
2059     }
2060   }
2061
2062   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2063     return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2064
2065   // X + X --> X << 1
2066   if (I.getType()->isInteger()) {
2067     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
2068
2069     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2070       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2071         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2072           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2073     }
2074     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2075       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2076         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2077           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2078     }
2079   }
2080
2081   // -A + B  -->  B - A
2082   // -A + -B  -->  -(A + B)
2083   if (Value *LHSV = dyn_castNegVal(LHS)) {
2084     if (LHS->getType()->isIntOrIntVector()) {
2085       if (Value *RHSV = dyn_castNegVal(RHS)) {
2086         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSV, RHSV, "sum");
2087         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2088         return BinaryOperator::CreateNeg(NewAdd);
2089       }
2090     }
2091     
2092     return BinaryOperator::CreateSub(RHS, LHSV);
2093   }
2094
2095   // A + -B  -->  A - B
2096   if (!isa<Constant>(RHS))
2097     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
2098       return BinaryOperator::CreateSub(LHS, V);
2099
2100
2101   ConstantInt *C2;
2102   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
2103     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2104       return BinaryOperator::CreateMul(RHS, AddOne(C2));
2105
2106     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2107     ConstantInt *C1;
2108     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
2109       return BinaryOperator::CreateMul(X, Add(C1, C2));
2110   }
2111
2112   // X + X*C --> X * (C+1)
2113   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
2114     return BinaryOperator::CreateMul(LHS, AddOne(C2));
2115
2116   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2117   if (dyn_castNotVal(LHS) == RHS || dyn_castNotVal(RHS) == LHS)
2118     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
2119   
2120
2121   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2122   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
2123     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2)))
2124       return R;
2125   
2126   // A+B --> A|B iff A and B have no bits set in common.
2127   if (const IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(I.getType())) {
2128     APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(IT->getBitWidth());
2129     APInt LHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2130     APInt LHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2131     ComputeMaskedBits(LHS, Mask, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
2132     if (LHSKnownZero != 0) {
2133       APInt RHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2134       APInt RHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2135       ComputeMaskedBits(RHS, Mask, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
2136       
2137       // No bits in common -> bitwise or.
2138       if ((LHSKnownZero|RHSKnownZero).isAllOnesValue())
2139         return BinaryOperator::CreateOr(LHS, RHS);
2140     }
2141   }
2142
2143   // W*X + Y*Z --> W * (X+Z)  iff W == Y
2144   if (I.getType()->isIntOrIntVector()) {
2145     Value *W, *X, *Y, *Z;
2146     if (match(LHS, m_Mul(m_Value(W), m_Value(X))) &&
2147         match(RHS, m_Mul(m_Value(Y), m_Value(Z)))) {
2148       if (W != Y) {
2149         if (W == Z) {
2150           std::swap(Y, Z);
2151         } else if (Y == X) {
2152           std::swap(W, X);
2153         } else if (X == Z) {
2154           std::swap(Y, Z);
2155           std::swap(W, X);
2156         }
2157       }
2158
2159       if (W == Y) {
2160         Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, Z,
2161                                                             LHS->getName()), I);
2162         return BinaryOperator::CreateMul(W, NewAdd);
2163       }
2164     }
2165   }
2166
2167   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2168     Value *X = 0;
2169     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))))    // ~X + C --> (C-1) - X
2170       return BinaryOperator::CreateSub(SubOne(CRHS), X);
2171
2172     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2173     if (LHS->hasOneUse() && match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
2174       Constant *Anded = And(CRHS, C2);
2175       if (Anded == CRHS) {
2176         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2177         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2178         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2179
2180         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2181         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2182
2183         // See if the and mask includes all of these bits.
2184         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2185
2186         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2187           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2188           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, CRHS,
2189                                                             LHS->getName()), I);
2190           return BinaryOperator::CreateAnd(NewAdd, C2);
2191         }
2192       }
2193     }
2194
2195     // Try to fold constant add into select arguments.
2196     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2197       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2198         return R;
2199   }
2200
2201   // add (cast *A to intptrtype) B -> 
2202   //   cast (GEP (cast *A to sbyte*) B)  -->  intptrtype
2203   {
2204     CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(LHS);
2205     Value *Other = RHS;
2206     if (!CI) {
2207       CI = dyn_cast<CastInst>(RHS);
2208       Other = LHS;
2209     }
2210     if (CI && CI->getType()->isSized() && 
2211         (CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 
2212          TD->getIntPtrType()->getPrimitiveSizeInBits()) 
2213         && isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
2214       unsigned AS =
2215         cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
2216       Value *I2 = InsertBitCastBefore(CI->getOperand(0),
2217                                       PointerType::get(Type::Int8Ty, AS), I);
2218       I2 = InsertNewInstBefore(GetElementPtrInst::Create(I2, Other, "ctg2"), I);
2219       return new PtrToIntInst(I2, CI->getType());
2220     }
2221   }
2222   
2223   // add (select X 0 (sub n A)) A  -->  select X A n
2224   {
2225     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS);
2226     Value *A = RHS;
2227     if (!SI) {
2228       SI = dyn_cast<SelectInst>(RHS);
2229       A = LHS;
2230     }
2231     if (SI && SI->hasOneUse()) {
2232       Value *TV = SI->getTrueValue();
2233       Value *FV = SI->getFalseValue();
2234       Value *N;
2235
2236       // Can we fold the add into the argument of the select?
2237       // We check both true and false select arguments for a matching subtract.
2238       if (match(FV, m_Zero()) && match(TV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A))))
2239         // Fold the add into the true select value.
2240         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), N, A);
2241       if (match(TV, m_Zero()) && match(FV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A))))
2242         // Fold the add into the false select value.
2243         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), A, N);
2244     }
2245   }
2246   
2247   // Check for X+0.0.  Simplify it to X if we know X is not -0.0.
2248   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS))
2249     if (CFP->getValueAPF().isPosZero() && CannotBeNegativeZero(LHS))
2250       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2251
2252   // Check for (add (sext x), y), see if we can merge this into an
2253   // integer add followed by a sext.
2254   if (SExtInst *LHSConv = dyn_cast<SExtInst>(LHS)) {
2255     // (add (sext x), cst) --> (sext (add x, cst'))
2256     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2257       Constant *CI = 
2258         ConstantExpr::getTrunc(RHSC, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2259       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2260           ConstantExpr::getSExt(CI, I.getType()) == RHSC &&
2261           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2262         // Insert the new, smaller add.
2263         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2264                                                         CI, "addconv");
2265         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2266         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2267       }
2268     }
2269     
2270     // (add (sext x), (sext y)) --> (sext (add int x, y))
2271     if (SExtInst *RHSConv = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
2272       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2273       // single use (so we don't increase the number of sexts), and if the
2274       // integer add will not overflow.
2275       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2276           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2277           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2278                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2279         // Insert the new integer add.
2280         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2281                                                         RHSConv->getOperand(0),
2282                                                         "addconv");
2283         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2284         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2285       }
2286     }
2287   }
2288   
2289   // Check for (add double (sitofp x), y), see if we can merge this into an
2290   // integer add followed by a promotion.
2291   if (SIToFPInst *LHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(LHS)) {
2292     // (add double (sitofp x), fpcst) --> (sitofp (add int x, intcst))
2293     // ... if the constant fits in the integer value.  This is useful for things
2294     // like (double)(x & 1234) + 4.0 -> (double)((X & 1234)+4) which no longer
2295     // requires a constant pool load, and generally allows the add to be better
2296     // instcombined.
2297     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS)) {
2298       Constant *CI = 
2299       ConstantExpr::getFPToSI(CFP, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2300       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2301           ConstantExpr::getSIToFP(CI, I.getType()) == CFP &&
2302           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2303         // Insert the new integer add.
2304         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2305                                                         CI, "addconv");
2306         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2307         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2308       }
2309     }
2310     
2311     // (add double (sitofp x), (sitofp y)) --> (sitofp (add int x, y))
2312     if (SIToFPInst *RHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(RHS)) {
2313       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2314       // single use (so we don't increase the number of int->fp conversions),
2315       // and if the integer add will not overflow.
2316       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2317           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2318           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2319                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2320         // Insert the new integer add.
2321         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2322                                                         RHSConv->getOperand(0),
2323                                                         "addconv");
2324         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2325         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2326       }
2327     }
2328   }
2329   
2330   return Changed ? &I : 0;
2331 }
2332
2333 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2334   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2335
2336   if (Op0 == Op1 &&                        // sub X, X  -> 0
2337       !I.getType()->isFPOrFPVector())
2338     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2339
2340   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2341   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
2342     return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, V);
2343
2344   if (isa<UndefValue>(Op0))
2345     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2346   if (isa<UndefValue>(Op1))
2347     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2348
2349   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2350     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2351     if (C->isAllOnesValue())
2352       return BinaryOperator::CreateNot(Op1);
2353
2354     // C - ~X == X + (1+C)
2355     Value *X = 0;
2356     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
2357       return BinaryOperator::CreateAdd(X, AddOne(C));
2358
2359     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2360     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2361     if (C->isZero()) {
2362       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2363         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2364           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2365             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2366             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2367                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2368               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2369               return BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, 
2370                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2371             }
2372           }
2373         }
2374         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2375           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2376             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2377             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2378                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2379               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2380               return BinaryOperator::CreateLShr(
2381                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2382             }
2383           }
2384         }
2385       }
2386     }
2387
2388     // Try to fold constant sub into select arguments.
2389     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2390       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2391         return R;
2392   }
2393
2394   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2395     return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
2396
2397   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2398     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add &&
2399         !Op0->getType()->isFPOrFPVector()) {
2400       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2401         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(1), I.getName());
2402       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2403         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(0), I.getName());
2404       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2405         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2406           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2407           return BinaryOperator::CreateSub(Subtract(CI1, CI2), 
2408                                            Op1I->getOperand(0));
2409       }
2410     }
2411
2412     if (Op1I->hasOneUse()) {
2413       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2414       // is not used by anyone else...
2415       //
2416       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub &&
2417           !Op1I->getType()->isFPOrFPVector()) {
2418         // Swap the two operands of the subexpr...
2419         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2420         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2421         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2422
2423         // Create the new top level add instruction...
2424         return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, Op1);
2425       }
2426
2427       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2428       //
2429       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2430           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2431         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2432
2433         Value *NewNot =
2434           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(OtherOp, "B.not"), I);
2435         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, NewNot);
2436       }
2437
2438       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2439       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2440         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2441           if (CSI->isZero())
2442             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2443               return BinaryOperator::CreateSDiv(Op1I->getOperand(0),
2444                                                ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2445
2446       // X - X*C --> X * (1-C)
2447       ConstantInt *C2 = 0;
2448       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
2449         Constant *CP1 = Subtract(ConstantInt::get(I.getType(), 1), C2);
2450         return BinaryOperator::CreateMul(Op0, CP1);
2451       }
2452     }
2453   }
2454
2455   if (!Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2456     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2457       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2458         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2459           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2460         else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2461           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2462       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2463         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2464           return BinaryOperator::CreateNeg(Op0I->getOperand(1), I.getName());
2465       }
2466     }
2467
2468   ConstantInt *C1;
2469   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
2470     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2471       return BinaryOperator::CreateMul(Op1, SubOne(C1));
2472
2473     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2474     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
2475       return BinaryOperator::CreateMul(X, Subtract(C1, C2));
2476   }
2477   return 0;
2478 }
2479
2480 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2481 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2482 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2483 /// signed.
2484 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2485                            bool &TrueIfSigned) {
2486   switch (pred) {
2487   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2488     TrueIfSigned = true;
2489     return RHS->isZero();
2490   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2491     TrueIfSigned = true;
2492     return RHS->isAllOnesValue();
2493   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2494     TrueIfSigned = false;
2495     return RHS->isAllOnesValue();
2496   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2497     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2498     TrueIfSigned = true;
2499     return RHS->getValue() ==
2500       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2501   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2502     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2503     TrueIfSigned = true;
2504     return RHS->getValue().isSignBit();
2505   default:
2506     return false;
2507   }
2508 }
2509
2510 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2511   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2512   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2513
2514   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2515     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2516
2517   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2518   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2519     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2520
2521       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2522       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2523         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2524           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2525             return BinaryOperator::CreateMul(SI->getOperand(0),
2526                                              ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
2527
2528       if (CI->isZero())
2529         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2530       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2531         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2532       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2533         return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
2534
2535       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2536       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2537         return BinaryOperator::CreateShl(Op0,
2538                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2539       }
2540     } else if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2541       if (Op1F->isNullValue())
2542         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2543
2544       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2545       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2546       if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
2547         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2548     } else if (isa<VectorType>(Op1->getType())) {
2549       if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1))
2550         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2551
2552       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2553         if (Op1V->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2554           return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
2555
2556         // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
2557         if (Constant *Splat = Op1V->getSplatValue()) {
2558           if (ConstantFP *F = dyn_cast<ConstantFP>(Splat))
2559             if (F->isExactlyValue(1.0))
2560               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2561           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Splat))
2562             if (CI->equalsInt(1))
2563               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2564         }
2565       }
2566     }
2567     
2568     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2569       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2570           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(Op1)) {
2571         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2572         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateMul(Op0I->getOperand(0),
2573                                                      Op1, "tmp");
2574         InsertNewInstBefore(Add, I);
2575         Value *C1C2 = ConstantExpr::getMul(Op1, 
2576                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2577         return BinaryOperator::CreateAdd(Add, C1C2);
2578         
2579       }
2580
2581     // Try to fold constant mul into select arguments.
2582     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2583       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2584         return R;
2585
2586     if (isa<PHINode>(Op0))
2587       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2588         return NV;
2589   }
2590
2591   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
2592     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
2593       return BinaryOperator::CreateMul(Op0v, Op1v);
2594
2595   // (X / Y) *  Y = X - (X % Y)
2596   // (X / Y) * -Y = (X % Y) - X
2597   {
2598     Value *Op1 = I.getOperand(1);
2599     BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2600     if (!BO ||
2601         (BO->getOpcode() != Instruction::UDiv && 
2602          BO->getOpcode() != Instruction::SDiv)) {
2603       Op1 = Op0;
2604       BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1));
2605     }
2606     Value *Neg = dyn_castNegVal(Op1);
2607     if (BO && BO->hasOneUse() &&
2608         (BO->getOperand(1) == Op1 || BO->getOperand(1) == Neg) &&
2609         (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv ||
2610          BO->getOpcode() == Instruction::SDiv)) {
2611       Value *Op0BO = BO->getOperand(0), *Op1BO = BO->getOperand(1);
2612
2613       Instruction *Rem;
2614       if (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv)
2615         Rem = BinaryOperator::CreateURem(Op0BO, Op1BO);
2616       else
2617         Rem = BinaryOperator::CreateSRem(Op0BO, Op1BO);
2618
2619       InsertNewInstBefore(Rem, I);
2620       Rem->takeName(BO);
2621
2622       if (Op1BO == Op1)
2623         return BinaryOperator::CreateSub(Op0BO, Rem);
2624       else
2625         return BinaryOperator::CreateSub(Rem, Op0BO);
2626     }
2627   }
2628
2629   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2630     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, I.getOperand(1));
2631
2632   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2633   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2634   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2635   // formed.
2636   CastInst *BoolCast = 0;
2637   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
2638     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2639       BoolCast = CI;
2640   if (!BoolCast)
2641     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2642       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2643         BoolCast = CI;
2644   if (BoolCast) {
2645     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2646       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2647       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2648       bool TIS = false;
2649       
2650       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2651       // multiply into a shift/and combination.
2652       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2653           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1), TIS) &&
2654           TIS) {
2655         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2656         Constant *Amt = ConstantInt::get(SCIOp0->getType(),
2657                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2658         Value *V =
2659           InsertNewInstBefore(
2660             BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2661                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2662                                             ".mask"), I);
2663
2664         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2665         // or truncate to the multiply type.
2666         if (I.getType() != V->getType()) {
2667           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2668           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2669           Instruction::CastOps opcode = 
2670             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2671              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2672           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2673         }
2674
2675         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2676         return BinaryOperator::CreateAnd(V, OtherOp);
2677       }
2678     }
2679   }
2680
2681   return Changed ? &I : 0;
2682 }
2683
2684 /// SimplifyDivRemOfSelect - Try to fold a divide or remainder of a select
2685 /// instruction.
2686 bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
2687   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I.getOperand(1));
2688   
2689   // div/rem X, (Cond ? 0 : Y) -> div/rem X, Y
2690   int NonNullOperand = -1;
2691   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2692     if (ST->isNullValue())
2693       NonNullOperand = 2;
2694   // div/rem X, (Cond ? Y : 0) -> div/rem X, Y
2695   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2696     if (ST->isNullValue())
2697       NonNullOperand = 1;
2698   
2699   if (NonNullOperand == -1)
2700     return false;
2701   
2702   Value *SelectCond = SI->getOperand(0);
2703   
2704   // Change the div/rem to use 'Y' instead of the select.
2705   I.setOperand(1, SI->getOperand(NonNullOperand));
2706   
2707   // Okay, we know we replace the operand of the div/rem with 'Y' with no
2708   // problem.  However, the select, or the condition of the select may have
2709   // multiple uses.  Based on our knowledge that the operand must be non-zero,
2710   // propagate the known value for the select into other uses of it, and
2711   // propagate a known value of the condition into its other users.
2712   
2713   // If the select and condition only have a single use, don't bother with this,
2714   // early exit.
2715   if (SI->use_empty() && SelectCond->hasOneUse())
2716     return true;
2717   
2718   // Scan the current block backward, looking for other uses of SI.
2719   BasicBlock::iterator BBI = &I, BBFront = I.getParent()->begin();
2720   
2721   while (BBI != BBFront) {
2722     --BBI;
2723     // If we found a call to a function, we can't assume it will return, so
2724     // information from below it cannot be propagated above it.
2725     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<IntrinsicInst>(BBI))
2726       break;
2727     
2728     // Replace uses of the select or its condition with the known values.
2729     for (Instruction::op_iterator I = BBI->op_begin(), E = BBI->op_end();
2730          I != E; ++I) {
2731       if (*I == SI) {
2732         *I = SI->getOperand(NonNullOperand);
2733         AddToWorkList(BBI);
2734       } else if (*I == SelectCond) {
2735         *I = NonNullOperand == 1 ? ConstantInt::getTrue() :
2736                                    ConstantInt::getFalse();
2737         AddToWorkList(BBI);
2738       }
2739     }
2740     
2741     // If we past the instruction, quit looking for it.
2742     if (&*BBI == SI)
2743       SI = 0;
2744     if (&*BBI == SelectCond)
2745       SelectCond = 0;
2746     
2747     // If we ran out of things to eliminate, break out of the loop.
2748     if (SelectCond == 0 && SI == 0)
2749       break;
2750     
2751   }
2752   return true;
2753 }
2754
2755
2756 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2757 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2758 /// used by the visitors to those instructions.
2759 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2760 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2761   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2762
2763   // undef / X -> 0        for integer.
2764   // undef / X -> undef    for FP (the undef could be a snan).
2765   if (isa<UndefValue>(Op0)) {
2766     if (Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2767       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2768     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2769   }
2770
2771   // X / undef -> undef
2772   if (isa<UndefValue>(Op1))
2773     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2774
2775   return 0;
2776 }
2777
2778 /// This function implements the transforms common to both integer division
2779 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2780 /// division instructions.
2781 /// @brief Common integer divide transforms
2782 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2783   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2784
2785   // (sdiv X, X) --> 1     (udiv X, X) --> 1
2786   if (Op0 == Op1) {
2787     if (const VectorType *Ty = dyn_cast<VectorType>(I.getType())) {
2788       ConstantInt *CI = ConstantInt::get(Ty->getElementType(), 1);
2789       std::vector<Constant*> Elts(Ty->getNumElements(), CI);
2790       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantVector::get(Elts));
2791     }
2792
2793     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(I.getType(), 1);
2794     return ReplaceInstUsesWith(I, CI);
2795   }
2796   
2797   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2798     return Common;
2799   
2800   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
2801   // This does not apply for fdiv.
2802   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
2803     return &I;
2804
2805   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2806     // div X, 1 == X
2807     if (RHS->equalsInt(1))
2808       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2809
2810     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2811     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2812       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2813         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2814           if (MultiplyOverflows(RHS, LHSRHS, I.getOpcode()==Instruction::SDiv))
2815             return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2816           else 
2817             return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2818                                           Multiply(RHS, LHSRHS));
2819         }
2820
2821     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2822       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2823         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2824           return R;
2825       if (isa<PHINode>(Op0))
2826         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2827           return NV;
2828     }
2829   }
2830
2831   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2832   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2833     if (LHS->equalsInt(0))
2834       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2835
2836   // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
2837   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2838     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2839
2840   if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2841     if (ConstantInt *X = cast_or_null<ConstantInt>(Op1V->getSplatValue()))
2842       // div X, 1 == X
2843       if (X->isOne())
2844         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2845   }
2846
2847   return 0;
2848 }
2849
2850 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
2851   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2852
2853   // Handle the integer div common cases
2854   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2855     return Common;
2856
2857   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2858     // X udiv C^2 -> X >> C
2859     // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
2860     // if so, convert to a right shift.
2861     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
2862       return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, 
2863                ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
2864
2865     // X udiv C, where C >= signbit
2866     if (C->getValue().isNegative()) {
2867       Value *IC = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, C),
2868                                       I);
2869       return SelectInst::Create(IC, Constant::getNullValue(I.getType()),
2870                                 ConstantInt::get(I.getType(), 1));
2871     }
2872   }
2873
2874   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
2875   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
2876     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2877         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2878       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
2879       if (C1.isPowerOf2()) {
2880         Value *N = RHSI->getOperand(1);
2881         const Type *NTy = N->getType();
2882         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
2883           Constant *C2V = ConstantInt::get(NTy, C2);
2884           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(N, C2V, "tmp"), I);
2885         }
2886         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
2887       }
2888     }
2889   }
2890   
2891   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
2892   // where C1&C2 are powers of two.
2893   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
2894     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2895       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
2896         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
2897         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
2898           // Compute the shift amounts
2899           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
2900           // Construct the "on true" case of the select
2901           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
2902           Instruction *TSI = BinaryOperator::CreateLShr(
2903                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
2904           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
2905   
2906           // Construct the "on false" case of the select
2907           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
2908           Instruction *FSI = BinaryOperator::CreateLShr(
2909                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
2910           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
2911
2912           // construct the select instruction and return it.
2913           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
2914         }
2915       }
2916   return 0;
2917 }
2918
2919 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
2920   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2921
2922   // Handle the integer div common cases
2923   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2924     return Common;
2925
2926   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2927     // sdiv X, -1 == -X
2928     if (RHS->isAllOnesValue())
2929       return BinaryOperator::CreateNeg(Op0);
2930
2931     ConstantInt *RHSNeg = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RHS));
2932     APInt RHSNegAPI(RHSNeg->getValue());
2933
2934     APInt NegOne = -APInt(RHSNeg->getBitWidth(), 1, true);
2935     APInt TwoToExp(RHSNeg->getBitWidth(), 1 << (RHSNeg->getBitWidth() - 1));
2936
2937     // -X/C -> X/-C, if and only if negation doesn't overflow.
2938     if ((RHS->getValue().isNegative() && RHSNegAPI.slt(TwoToExp - 1)) ||
2939         (RHS->getValue().isNonNegative() && RHSNegAPI.sgt(TwoToExp * NegOne))) {
2940       if (Value *LHSNeg = dyn_castNegVal(Op0)) {
2941         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(LHSNeg)) {
2942           ConstantInt *CINeg = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(CI));
2943           APInt CINegAPI(CINeg->getValue());
2944
2945           if ((CI->getValue().isNegative() && CINegAPI.slt(TwoToExp - 1)) ||
2946               (CI->getValue().isNonNegative() && CINegAPI.sgt(TwoToExp*NegOne)))
2947             return BinaryOperator::CreateSDiv(LHSNeg,
2948                                               ConstantExpr::getNeg(RHS));
2949         }
2950       }
2951     }
2952   }
2953
2954   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2955   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
2956   if (I.getType()->isInteger()) {
2957     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2958     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2959       // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
2960       return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
2961     }
2962   }      
2963   
2964   return 0;
2965 }
2966
2967 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
2968   return commonDivTransforms(I);
2969 }
2970
2971 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
2972 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
2973 /// is used by the visitors to those instructions.
2974 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
2975 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2976   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2977
2978   // 0 % X == 0 for integer, we don't need to preserve faults!
2979   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
2980     if (LHS->isNullValue())
2981       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2982
2983   if (isa<UndefValue>(Op0)) {             // undef % X -> 0
2984     if (I.getType()->isFPOrFPVector())
2985       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X % undef -> undef (could be SNaN)
2986     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2987   }
2988   if (isa<UndefValue>(Op1))
2989     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
2990
2991   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
2992   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
2993     return &I;
2994
2995   return 0;
2996 }
2997
2998 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
2999 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
3000 /// remainder instructions.
3001 /// @brief Common integer remainder transforms
3002 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3003   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3004
3005   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
3006     return common;
3007
3008   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3009     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
3010     if (RHS->equalsInt(0))
3011       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
3012     
3013     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
3014       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3015
3016     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
3017       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
3018         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3019           return R;
3020       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
3021         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3022           return NV;
3023       }
3024
3025       // See if we can fold away this rem instruction.
3026       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3027       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3028       if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3029                                KnownZero, KnownOne))
3030         return &I;
3031     }
3032   }
3033
3034   return 0;
3035 }
3036
3037 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
3038   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3039
3040   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3041     return common;
3042   
3043   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3044     // X urem C^2 -> X and C
3045     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
3046     // if so, convert to a bitwise and.
3047     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3048       if (C->getValue().isPowerOf2())
3049         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(C));
3050   }
3051
3052   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
3053     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
3054     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3055         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3056       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
3057         Constant *N1 = ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType());
3058         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(RHSI, N1,
3059                                                                    "tmp"), I);
3060         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
3061       }
3062     }
3063   }
3064
3065   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
3066   // where C1&C2 are powers of two.
3067   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
3068     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3069       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
3070         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
3071         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
3072             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
3073           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
3074             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(STO), SI->getName()+".t"), I);
3075           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
3076             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(SFO), SI->getName()+".f"), I);
3077           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
3078         }
3079       }
3080   }
3081   
3082   return 0;
3083 }
3084
3085 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
3086   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3087
3088   // Handle the integer rem common cases
3089   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3090     return common;
3091   
3092   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
3093     if (!isa<Constant>(RHSNeg) ||
3094         (isa<ConstantInt>(RHSNeg) &&
3095          cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive())) {
3096       // X % -Y -> X % Y
3097       AddUsesToWorkList(I);
3098       I.setOperand(1, RHSNeg);
3099       return &I;
3100     }
3101
3102   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3103   // unsigned inputs), turn this into a urem.
3104   if (I.getType()->isInteger()) {
3105     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3106     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3107       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
3108       return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1, I.getName());
3109     }
3110   }
3111
3112   return 0;
3113 }
3114
3115 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
3116   return commonRemTransforms(I);
3117 }
3118
3119 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
3120 // constant.
3121 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
3122   return CI->getValue().isPowerOf2();
3123 }
3124
3125 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
3126 // This is the same as lowones(~X).
3127 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
3128   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
3129 }
3130
3131 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
3132 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
3133 ///
3134 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
3135 ///
3136 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
3137 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
3138 ///
3139 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
3140 ///   0  A > B
3141 ///   1  A == B
3142 ///   2  A < B
3143 ///
3144 /// <=>  Value  Definition
3145 /// 000     0   Always false
3146 /// 001     1   A >  B
3147 /// 010     2   A == B
3148 /// 011     3   A >= B
3149 /// 100     4   A <  B
3150 /// 101     5   A != B
3151 /// 110     6   A <= B
3152 /// 111     7   Always true
3153 ///  
3154 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
3155   switch (ICI->getPredicate()) {
3156     // False -> 0
3157   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
3158   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
3159   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
3160   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
3161   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
3162   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
3163   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
3164   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
3165   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
3166   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
3167     // True -> 7
3168   default:
3169     assert(0 && "Invalid ICmp predicate!");
3170     return 0;
3171   }
3172 }
3173
3174 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
3175 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
3176 /// predicate by reference.
3177 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
3178   isOrdered = false;
3179   switch (CC) {
3180   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
3181   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
3182   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
3183   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
3184   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
3185   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
3186   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
3187   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
3188   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
3189   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
3190   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
3191   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
3192   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
3193   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
3194     // True -> 7
3195   default:
3196     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
3197     assert(0 && "Unexpected FCmp predicate!");
3198     return 0;
3199   }
3200 }
3201
3202 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
3203 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
3204 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
3205 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
3206 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS) {
3207   switch (code) {
3208   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
3209   case  0: return ConstantInt::getFalse();
3210   case  1: 
3211     if (sign)
3212       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
3213     else
3214       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
3215   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
3216   case  3: 
3217     if (sign)
3218       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
3219     else
3220       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
3221   case  4: 
3222     if (sign)
3223       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
3224     else
3225       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
3226   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
3227   case  6: 
3228     if (sign)
3229       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
3230     else
3231       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
3232   case  7: return ConstantInt::getTrue();
3233   }
3234 }
3235
3236 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
3237 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
3238 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
3239 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
3240                            Value *LHS, Value *RHS) {
3241   switch (code) {
3242   default: assert(0 && "Illegal FCmp code!");
3243   case  0:
3244     if (isordered)
3245       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS, RHS);
3246     else
3247       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS, RHS);
3248   case  1: 
3249     if (isordered)
3250       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGT, LHS, RHS);
3251     else
3252       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGT, LHS, RHS);
3253   case  2: 
3254     if (isordered)
3255       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OEQ, LHS, RHS);
3256     else
3257       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UEQ, LHS, RHS);
3258   case  3: 
3259     if (isordered)
3260       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGE, LHS, RHS);
3261     else
3262       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGE, LHS, RHS);
3263   case  4: 
3264     if (isordered)
3265       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLT, LHS, RHS);
3266     else
3267       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULT, LHS, RHS);
3268   case  5: 
3269     if (isordered)
3270       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ONE, LHS, RHS);
3271     else
3272       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNE, LHS, RHS);
3273   case  6: 
3274     if (isordered)
3275       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLE, LHS, RHS);
3276     else
3277       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULE, LHS, RHS);
3278   case  7: return ConstantInt::getTrue();
3279   }
3280 }
3281
3282 /// PredicatesFoldable - Return true if both predicates match sign or if at
3283 /// least one of them is an equality comparison (which is signless).
3284 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
3285   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
3286          (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && ICmpInst::isEquality(p2)) ||
3287          (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && ICmpInst::isEquality(p1));
3288 }
3289
3290 namespace { 
3291 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3292 struct FoldICmpLogical {
3293   InstCombiner &IC;
3294   Value *LHS, *RHS;
3295   ICmpInst::Predicate pred;
3296   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3297     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3298       pred(ICI->getPredicate()) {}
3299   bool shouldApply(Value *V) const {
3300     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3301       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3302         return ((ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS) ||
3303                 (ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS));
3304     return false;
3305   }
3306   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3307     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3308     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3309       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3310       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3311     }
3312
3313     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3314     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3315     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3316     unsigned Code;
3317     switch (Log.getOpcode()) {
3318     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3319     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3320     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3321     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
3322     }
3323
3324     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
3325                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
3326       
3327     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS);
3328     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3329       return I;
3330     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3331     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3332   }
3333 };
3334 } // end anonymous namespace
3335
3336 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3337 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3338 // guaranteed to be a binary operator.
3339 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3340                                     ConstantInt *OpRHS,
3341                                     ConstantInt *AndRHS,
3342                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3343   Value *X = Op->getOperand(0);
3344   Constant *Together = 0;
3345   if (!Op->isShift())
3346     Together = And(AndRHS, OpRHS);
3347
3348   switch (Op->getOpcode()) {
3349   case Instruction::Xor:
3350     if (Op->hasOneUse()) {
3351       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3352       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3353       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
3354       And->takeName(Op);
3355       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
3356     }
3357     break;
3358   case Instruction::Or:
3359     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3360       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3361
3362     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3363       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3364       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, Together);
3365       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
3366       Or->takeName(Op);
3367       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
3368     }
3369     break;
3370   case Instruction::Add:
3371     if (Op->hasOneUse()) {
3372       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3373       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3374       // single bit constant.
3375       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3376
3377       // If there is only one bit set...
3378       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3379         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3380         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3381         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3382         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3383
3384         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3385         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3386           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3387           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3388           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3389           // no effect.
3390           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3391             TheAnd.setOperand(0, X);
3392             return &TheAnd;
3393           } else {
3394             // Pull the XOR out of the AND.
3395             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3396             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3397             NewAnd->takeName(Op);
3398             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
3399           }
3400         }
3401       }
3402     }
3403     break;
3404
3405   case Instruction::Shl: {
3406     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3407     // the anded constant includes them, clear them now!
3408     //
3409     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3410     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3411     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3412     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3413
3414     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3415     // Masking out bits that the shift already masks
3416       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3417     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3418       TheAnd.setOperand(1, CI);
3419       return &TheAnd;
3420     }
3421     break;
3422   }
3423   case Instruction::LShr:
3424   {
3425     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3426     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3427     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3428     //
3429     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3430     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3431     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3432     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3433
3434     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3435     // Masking out bits that the shift already masks.
3436       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3437     } else if (CI != AndRHS) {
3438       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3439       return &TheAnd;
3440     }
3441     break;
3442   }
3443   case Instruction::AShr:
3444     // Signed shr.
3445     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3446     // with an and.
3447     if (Op->hasOneUse()) {
3448       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3449       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3450       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3451       Constant *C = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3452       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3453         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3454         // Make the argument unsigned.
3455         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3456         ShVal = InsertNewInstBefore(
3457             BinaryOperator::CreateLShr(ShVal, OpRHS, 
3458                                    Op->getName()), TheAnd);
3459         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3460       }
3461     }
3462     break;
3463   }
3464   return 0;
3465 }
3466
3467
3468 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3469 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3470 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3471 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3472 /// insert new instructions.
3473 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3474                                            bool isSigned, bool Inside, 
3475                                            Instruction &IB) {
3476   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3477             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3478          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3479     
3480   if (Inside) {
3481     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3482       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3483
3484     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3485     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3486       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3487         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3488       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3489     }
3490
3491     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3492     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3493     Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3494     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3495     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3496     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3497   }
3498
3499   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3500     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3501
3502   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3503   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3504   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3505     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3506         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3507     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3508   }
3509
3510   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3511   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3512   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3513   Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3514   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3515   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3516   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3517 }
3518
3519 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3520 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3521 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3522 // not, since all 1s are not contiguous.
3523 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3524   const APInt& V = Val->getValue();
3525   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3526   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3527
3528   // look for the first zero bit after the run of ones
3529   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3530   // look for the first non-zero bit
3531   ME = V.getActiveBits(); 
3532   return true;
3533 }
3534
3535 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3536 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3537 /// the following xforms:
3538 /// 
3539 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3540 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3541 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3542 ///
3543 /// return (A +/- B).
3544 ///
3545 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3546                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3547                                         Instruction &I) {
3548   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3549   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3550       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3551
3552   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3553
3554   switch (LHSI->getOpcode()) {
3555   default: return 0;
3556   case Instruction::And:
3557     if (And(N, Mask) == Mask) {
3558       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3559       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3560            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3561           Mask->getValue().getBitWidth())
3562         break;
3563
3564       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3565       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3566       // is all N is, ignore it.
3567       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3568       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3569         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3570         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3571         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3572           break;
3573       }
3574     }
3575     return 0;
3576   case Instruction::Or:
3577   case Instruction::Xor:
3578     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3579     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3580          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3581         && And(N, Mask)->isZero())
3582       break;
3583     return 0;
3584   }
3585   
3586   Instruction *New;
3587   if (isSub)
3588     New = BinaryOperator::CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3589   else
3590     New = BinaryOperator::CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3591   return InsertNewInstBefore(New, I);
3592 }
3593
3594 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
3595 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfICmps(Instruction &I,
3596                                           ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
3597   Value *Val, *Val2;
3598   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3599   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3600   
3601   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
3602   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val), m_ConstantInt(LHSCst))) ||
3603       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2), m_ConstantInt(RHSCst))))
3604     return 0;
3605   
3606   // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
3607   // where C is a power of 2
3608   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC && LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
3609       LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
3610     Instruction *NewOr = BinaryOperator::CreateOr(Val, Val2);
3611     InsertNewInstBefore(NewOr, I);
3612     return new ICmpInst(LHSCC, NewOr, LHSCst);
3613   }
3614   
3615   // From here on, we only handle:
3616   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
3617   if (Val != Val2) return 0;
3618   
3619   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
3620   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3621       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3622       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
3623       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
3624     return 0;
3625   
3626   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
3627   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
3628     return 0;
3629     
3630   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3631   bool ShouldSwap;
3632   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
3633       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
3634        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
3635     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
3636   else
3637     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
3638     
3639   if (ShouldSwap) {
3640     std::swap(LHS, RHS);
3641     std::swap(LHSCst, RHSCst);
3642     std::swap(LHSCC, RHSCC);
3643   }
3644
3645   // At this point, we know we have have two icmp instructions
3646   // comparing a value against two constants and and'ing the result
3647   // together.  Because of the above check, we know that we only have
3648   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3649   // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3650   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3651   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3652
3653   switch (LHSCC) {
3654   default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3655   case ICmpInst::ICMP_EQ:
3656     switch (RHSCC) {
3657     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3658     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3659     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3660     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3661       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3662     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3663     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3664     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3665       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3666     }
3667   case ICmpInst::ICMP_NE:
3668     switch (RHSCC) {
3669     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3670     case ICmpInst::ICMP_ULT:
3671       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3672         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Val, LHSCst);
3673       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3674     case ICmpInst::ICMP_SLT:
3675       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3676         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Val, LHSCst);
3677       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3678     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3679     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3680     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3681       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3682     case ICmpInst::ICMP_NE:
3683       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3684         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3685         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
3686                                                      Val->getName()+".off");
3687         InsertNewInstBefore(Add, I);
3688         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3689                             ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3690       }
3691       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3692     }
3693     break;
3694   case ICmpInst::ICMP_ULT:
3695     switch (RHSCC) {
3696     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3697     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3698     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3699       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3700     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3701       break;
3702     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3703     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3704       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3705     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3706       break;
3707     }
3708     break;
3709   case ICmpInst::ICMP_SLT:
3710     switch (RHSCC) {
3711     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3712     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3713     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3714       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3715     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3716       break;
3717     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3718     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3719       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3720     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3721       break;
3722     }
3723     break;
3724   case ICmpInst::ICMP_UGT:
3725     switch (RHSCC) {
3726     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3727     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
3728     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3729       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3730     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3731       break;
3732     case ICmpInst::ICMP_NE:
3733       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3734         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
3735       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3736     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
3737       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true, I);
3738     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3739       break;
3740     }
3741     break;
3742   case ICmpInst::ICMP_SGT:
3743     switch (RHSCC) {
3744     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3745     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
3746     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3747       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3748     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3749       break;
3750     case ICmpInst::ICMP_NE:
3751       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3752         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
3753       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3754     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
3755       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, true, I);
3756     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3757       break;
3758     }
3759     break;
3760   }
3761  
3762   return 0;
3763 }
3764
3765
3766 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
3767   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3768   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3769
3770   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
3771     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3772
3773   // and X, X = X
3774   if (Op0 == Op1)
3775     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3776
3777   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3778   // purpose is to compute bits we don't care about.
3779   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3780     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3781     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3782     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3783                              KnownZero, KnownOne))
3784       return &I;
3785   } else {
3786     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3787       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
3788         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
3789     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3790       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
3791     }
3792   }
3793   
3794   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3795     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
3796     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
3797
3798     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
3799     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
3800       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
3801       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
3802       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
3803       switch (Op0I->getOpcode()) {
3804       case Instruction::Xor:
3805       case Instruction::Or:
3806         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
3807         if (Op0I->hasOneUse()) {
3808           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
3809             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
3810             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
3811                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
3812             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
3813             return BinaryOperator::Create(
3814                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
3815           }
3816           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
3817               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
3818             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
3819             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
3820                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
3821             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
3822             return BinaryOperator::Create(
3823                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
3824           }
3825         }
3826
3827         break;
3828       case Instruction::Add:
3829         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3830         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3831         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3832         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
3833           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
3834         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
3835           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
3836         break;
3837
3838       case Instruction::Sub:
3839         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3840         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3841         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3842         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
3843           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
3844
3845         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
3846         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
3847         if (Op0I->hasOneUse()) {
3848           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
3849           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
3850           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
3851
3852           ConstantInt *A = dyn_cast<ConstantInt>(Op0LHS);
3853           if (!(A && A->isZero()) &&               // avoid infinite recursion.
3854               MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
3855             Instruction *NewNeg = BinaryOperator::CreateNeg(Op0RHS);
3856             InsertNewInstBefore(NewNeg, I);
3857             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
3858           }
3859         }
3860         break;
3861
3862       case Instruction::Shl:
3863       case Instruction::LShr:
3864         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
3865         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
3866         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
3867           Instruction *NewICmp = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0RHS,
3868                                            Constant::getNullValue(I.getType()));
3869           InsertNewInstBefore(NewICmp, I);
3870           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
3871         }
3872         break;
3873       }
3874
3875       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
3876         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
3877           return Res;
3878     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3879       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
3880       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
3881       // frequently occurs for bitfield accesses.
3882       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
3883         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
3884             CastOp->getNumOperands() == 2)
3885           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))) {
3886             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
3887               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
3888               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
3889               // This will fold the two constants together, which may allow 
3890               // other simplifications.
3891               Instruction *NewCast = CastInst::CreateTruncOrBitCast(
3892                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
3893                 CastOp->getName()+".shrunk");
3894               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
3895               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
3896               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3897               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
3898               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
3899             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
3900               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
3901               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
3902               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3903               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)   // trunc(C1)&C2
3904                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
3905             }
3906           }
3907       }
3908     }
3909
3910     // Try to fold constant and into select arguments.
3911     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3912       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3913         return R;
3914     if (isa<PHINode>(Op0))
3915       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3916         return NV;
3917   }
3918
3919   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
3920   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
3921
3922   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
3923     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3924
3925   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
3926   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3927     Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
3928                                                I.getName()+".demorgan");
3929     InsertNewInstBefore(Or, I);
3930     return BinaryOperator::CreateNot(Or);
3931   }
3932   
3933   {
3934     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
3935     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3936       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
3937         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3938     
3939       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
3940       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3941         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3942           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
3943       }
3944     }
3945     
3946     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3947       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
3948         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3949
3950       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
3951       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3952         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3953           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
3954       }
3955     }
3956     
3957     if (Op0->hasOneUse() &&
3958         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3959       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
3960         I.swapOperands();     // Simplify below
3961         std::swap(Op0, Op1);
3962       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
3963         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
3964         I.swapOperands();     // Simplify below
3965         std::swap(Op0, Op1);
3966       }
3967     }
3968
3969     if (Op1->hasOneUse() &&
3970         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3971       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
3972         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
3973         std::swap(A, B);
3974       }
3975       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
3976         Instruction *NotB = BinaryOperator::CreateNot(B, "tmp");
3977         InsertNewInstBefore(NotB, I);
3978         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
3979       }
3980     }
3981
3982     // (A&((~A)|B)) -> A&B
3983     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B)))) {
3984       if (A == Op1)
3985         return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
3986     }
3987     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Value(B))))) {
3988       if (B == Op1)
3989         return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
3990     }
3991     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Value(A)), m_Value(B)))) {
3992       if (A == Op0)
3993         return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
3994     }
3995     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Value(B))))) {
3996       if (B == Op0)
3997         return BinaryOperator::CreateAnd(A, B);
3998     }
3999   }
4000   
4001   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
4002     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4003     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4004       return R;
4005
4006     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4007       if (Instruction *Res = FoldAndOfICmps(I, LHS, RHS))
4008         return Res;
4009   }
4010
4011   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
4012   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
4013     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4014       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
4015         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4016         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4017             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4018             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4019                               I.getType(), TD) &&
4020             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4021                               I.getType(), TD)) {
4022           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateAnd(Op0C->getOperand(0),
4023                                                          Op1C->getOperand(0),
4024                                                          I.getName());
4025           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4026           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4027         }
4028       }
4029     
4030   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
4031   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4032     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4033       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4034           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4035           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4036         Instruction *NewOp =
4037           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(SI0->getOperand(0),
4038                                                         SI1->getOperand(0),
4039                                                         SI0->getName()), I);
4040         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4041                                       SI1->getOperand(1));
4042       }
4043   }
4044
4045   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
4046   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4047     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4048       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
4049           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
4050         // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
4051         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4052           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4053             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4054             // false.
4055             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4056               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4057             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS->getOperand(0),
4058                                 RHS->getOperand(0));
4059           }
4060       } else {
4061         Value *Op0LHS, *Op0RHS, *Op1LHS, *Op1RHS;
4062         FCmpInst::Predicate Op0CC, Op1CC;
4063         if (match(Op0, m_FCmp(Op0CC, m_Value(Op0LHS), m_Value(Op0RHS))) &&
4064             match(Op1, m_FCmp(Op1CC, m_Value(Op1LHS), m_Value(Op1RHS)))) {
4065           if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4066             // Swap RHS operands to match LHS.
4067             Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4068             std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4069           }
4070           if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4071             // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
4072             if (Op0CC == Op1CC)
4073               return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
4074             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE ||
4075                      Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4076               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4077             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4078               return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4079             else if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4080               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4081             bool Op0Ordered;
4082             bool Op1Ordered;
4083             unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4084             unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4085             if (Op1Pred == 0) {
4086               std::swap(Op0, Op1);
4087               std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
4088               std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
4089             }
4090             if (Op0Pred == 0) {
4091               // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> ueq
4092               // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
4093               if (Op0Ordered == Op1Ordered)
4094                 return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4095               // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
4096               // uno && ord -> false
4097               if (!Op0Ordered)
4098                 return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4099               // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
4100               return cast<Instruction>(getFCmpValue(true, Op1Pred,
4101                                                     Op0LHS, Op0RHS));
4102             }
4103           }
4104         }
4105       }
4106     }
4107   }
4108
4109   return Changed ? &I : 0;
4110 }
4111
4112 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
4113 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
4114 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
4115 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
4116 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
4117 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
4118 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
4119 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
4120 /// match.
4121 ///
4122 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
4123 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
4124 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
4125 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
4126 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
4127 /// byte of ByteValues is actually being set.
4128 ///
4129 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
4130 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
4131 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
4132 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
4133 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
4134 ///
4135 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
4136                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
4137   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
4138     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
4139     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4140       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
4141                                ByteValues) ||
4142              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
4143                                ByteValues);
4144     }
4145   
4146     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
4147     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
4148     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4149       unsigned ShAmt = 
4150         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
4151       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
4152       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
4153         return true;
4154
4155       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
4156       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
4157         // X << 2 -> collect(X, +2)
4158         OverallLeftShift += ByteShift;
4159         ByteMask >>= ByteShift;
4160       } else {
4161         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
4162         OverallLeftShift -= ByteShift;
4163         ByteMask <<= ByteShift;
4164         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
4165       }
4166
4167       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
4168       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
4169
4170       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4171                                ByteValues);
4172     }
4173
4174     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
4175     // corresponding bytes in ByteMask.
4176     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
4177         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4178       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
4179       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
4180       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
4181       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
4182       
4183       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
4184         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
4185         // the and mask is.
4186         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
4187           continue;
4188         
4189         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
4190         APInt MaskB = AndMask & Byte;
4191         if (MaskB == 0) {
4192           ByteMask &= ~(1U << i);
4193           continue;
4194         }
4195         
4196         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
4197         if (MaskB != Byte)
4198           return true;
4199
4200         // Otherwise, this byte is kept.
4201       }
4202
4203       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4204                                ByteValues);
4205     }
4206   }
4207   
4208   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
4209   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
4210   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
4211   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
4212   // their ultimate destination.
4213   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
4214   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
4215   
4216   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
4217   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
4218   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
4219   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
4220   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
4221   // low part, it must be shifted left.
4222   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
4223   if (InputByteNo < ByteValues.size()/2) {
4224     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4225       return true;
4226   } else {
4227     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4228       return true;
4229   }
4230   
4231   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
4232   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
4233   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
4234     return true;
4235   ByteValues[DestByteNo] = V;
4236   return false;
4237 }
4238
4239 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
4240 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
4241 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
4242   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
4243   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 || 
4244       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
4245       ITy->getBitWidth() > 32*8) 
4246     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
4247   
4248   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
4249   /// defines each byte.
4250   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
4251   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
4252     
4253   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
4254   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
4255   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
4256     return 0;
4257   
4258   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
4259   Value *V = ByteValues[0];
4260   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
4261   
4262   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
4263   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
4264     if (ByteValues[i] != V)
4265       return 0;
4266   const Type *Tys[] = { ITy };
4267   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
4268   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
4269   return CallInst::Create(F, V);
4270 }
4271
4272 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
4273 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
4274 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
4275 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
4276                                          Value *C, Value *D) {
4277   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
4278   Value *Cond = 0;
4279   if (!match(A, m_SelectCst(m_Value(Cond), -1, 0)))
4280     return 0;
4281
4282   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
4283   if (match(D, m_SelectCst(m_Specific(Cond), 0, -1)))
4284     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4285   if (match(D, m_Not(m_SelectCst(m_Specific(Cond), -1, 0))))
4286     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4287   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
4288   if (match(B, m_SelectCst(m_Specific(Cond), 0, -1)))
4289     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4290   if (match(B, m_Not(m_SelectCst(m_Specific(Cond), -1, 0))))
4291     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4292   return 0;
4293 }
4294
4295 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
4296 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfICmps(Instruction &I,
4297                                          ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
4298   Value *Val, *Val2;
4299   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4300   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4301   
4302   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
4303   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val), m_ConstantInt(LHSCst))) ||
4304       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2), m_ConstantInt(RHSCst))))
4305     return 0;
4306   
4307   // From here on, we only handle:
4308   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
4309   if (Val != Val2) return 0;
4310   
4311   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
4312   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4313       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4314       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
4315       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
4316     return 0;
4317   
4318   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4319   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
4320     return 0;
4321   
4322   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4323   bool ShouldSwap;
4324   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
4325       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
4326        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
4327     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4328   else
4329     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4330   
4331   if (ShouldSwap) {
4332     std::swap(LHS, RHS);
4333     std::swap(LHSCst, RHSCst);
4334     std::swap(LHSCC, RHSCC);
4335   }
4336   
4337   // At this point, we know we have have two icmp instructions
4338   // comparing a value against two constants and or'ing the result
4339   // together.  Because of the above check, we know that we only have
4340   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4341   // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4342   // equal.
4343   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4344
4345   switch (LHSCC) {
4346   default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4347   case ICmpInst::ICMP_EQ:
4348     switch (RHSCC) {
4349     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4350     case ICmpInst::ICMP_EQ:
4351       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) { // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4352         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
4353         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
4354                                                      Val->getName()+".off");
4355         InsertNewInstBefore(Add, I);
4356         AddCST = Subtract(AddOne(RHSCst), LHSCst);
4357         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4358       }
4359       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4360     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4361     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4362       break;
4363     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4364     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4365     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4366       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4367     }
4368     break;
4369   case ICmpInst::ICMP_NE:
4370     switch (RHSCC) {
4371     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4372     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4373     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4374     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4375       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4376     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4377     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4378     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4379       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4380     }
4381     break;
4382   case ICmpInst::ICMP_ULT:
4383     switch (RHSCC) {
4384     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4385     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4386       break;
4387     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
4388       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4389       // this can cause overflow.
4390       if (RHSCst->isMaxValue(false))
4391         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4392       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, false, I);
4393     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4394       break;
4395     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4396     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4397       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4398     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4399       break;
4400     }
4401     break;
4402   case ICmpInst::ICMP_SLT:
4403     switch (RHSCC) {
4404     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4405     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4406       break;
4407     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
4408       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4409       // this can cause overflow.
4410       if (RHSCst->isMaxValue(true))
4411         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4412       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, false, I);
4413     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4414       break;
4415     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4416     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4417       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4418     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4419       break;
4420     }
4421     break;
4422   case ICmpInst::ICMP_UGT:
4423     switch (RHSCC) {
4424     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4425     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4426     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4427       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4428     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4429       break;
4430     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4431     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4432       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4433     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4434       break;
4435     }
4436     break;
4437   case ICmpInst::ICMP_SGT:
4438     switch (RHSCC) {
4439     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4440     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4441     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4442       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4443     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4444       break;
4445     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4446     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4447       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4448     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4449       break;
4450     }
4451     break;
4452   }
4453   return 0;
4454 }
4455
4456 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
4457   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4458   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4459
4460   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
4461     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4462
4463   // or X, X = X
4464   if (Op0 == Op1)
4465     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4466
4467   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4468   // purpose is to compute bits we don't care about.
4469   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4470     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4471     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4472     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4473                              KnownZero, KnownOne))
4474       return &I;
4475   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4476     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
4477   } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4478     if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
4479       return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
4480   }
4481     
4482
4483   
4484   // or X, -1 == -1
4485   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4486     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
4487     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
4488     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
4489       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4490       InsertNewInstBefore(Or, I);
4491       Or->takeName(Op0);
4492       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, 
4493                ConstantInt::get(RHS->getValue() | C1->getValue()));
4494     }
4495
4496     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
4497     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
4498       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4499       InsertNewInstBefore(Or, I);
4500       Or->takeName(Op0);
4501       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
4502                  ConstantInt::get(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
4503     }
4504
4505     // Try to fold constant and into select arguments.
4506     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4507       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4508         return R;
4509     if (isa<PHINode>(Op0))
4510       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4511         return NV;
4512   }
4513
4514   Value *A = 0, *B = 0;
4515   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
4516
4517   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4518     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
4519       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4520   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4521     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
4522       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4523
4524   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
4525   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
4526   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4527       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4528       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
4529        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
4530     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
4531       return BSwap;
4532   }
4533   
4534   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4535   if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4536       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
4537     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op1);
4538     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4539     NOr->takeName(Op0);
4540     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4541   }
4542
4543   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4544   if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4545       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
4546     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op0);
4547     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4548     NOr->takeName(Op0);
4549     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4550   }
4551
4552   // (A & C)|(B & D)
4553   Value *C = 0, *D = 0;
4554   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
4555       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
4556     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
4557     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4558     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
4559     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
4560       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
4561       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
4562       // replace with V+N.
4563       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
4564         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
4565             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4566           // Add commutes, try both ways.
4567           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
4568             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4569           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
4570             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4571         }
4572         // Or commutes, try both ways.
4573         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
4574             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4575           // Add commutes, try both ways.
4576           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
4577             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4578           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
4579             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4580         }
4581       }
4582       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
4583     }
4584     
4585     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
4586     // terms for V1 & (V2|V3).
4587     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
4588       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
4589         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
4590       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
4591         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
4592       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
4593         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
4594       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
4595         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
4596       
4597       if (V1) {
4598         Value *Or =
4599           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(V2, V3, "tmp"), I);
4600         return BinaryOperator::CreateAnd(V1, Or);
4601       }
4602     }
4603
4604     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants
4605     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D))
4606       return Match;
4607     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C))
4608       return Match;
4609     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D))
4610       return Match;
4611     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C))
4612       return Match;
4613
4614     V1 = V2 = 0;
4615
4616     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
4617     if ((match(C, m_Not(m_Value(V1))) &&
4618          match(B, m_Not(m_Value(V2)))))
4619       if (V1 == D && V2 == A)
4620         return BinaryOperator::CreateXor(V1, V2);
4621     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
4622     if ((match(A, m_Not(m_Value(V1))) &&
4623          match(B, m_Not(m_Value(V2)))))
4624       if (V1 == D && V2 == C)
4625         return BinaryOperator::CreateXor(V1, V2);
4626     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
4627     if ((match(C, m_Not(m_Value(V1))) &&
4628          match(D, m_Not(m_Value(V2)))))
4629       if (V1 == B && V2 == A)
4630         return BinaryOperator::CreateXor(V1, V2);
4631     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
4632     if ((match(A, m_Not(m_Value(V1))) &&
4633          match(D, m_Not(m_Value(V2)))))
4634       if (V1 == B && V2 == C)
4635         return BinaryOperator::CreateXor(V1, V2);
4636   }
4637   
4638   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
4639   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4640     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4641       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4642           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4643           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4644         Instruction *NewOp =
4645         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(SI0->getOperand(0),
4646                                                      SI1->getOperand(0),
4647                                                      SI0->getName()), I);
4648         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4649                                       SI1->getOperand(1));
4650       }
4651   }
4652
4653   // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
4654   if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C))) ||
4655       match(Op0, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
4656     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
4657       if (CI->getValue() == 1) {
4658         Value *V1 = 0, *C2 = 0;
4659         if (match(Op1, m_And(m_Value(V1), m_Value(C2)))) {
4660           ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
4661
4662           if (!CI2) {
4663             std::swap(V1, C2);
4664             CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
4665           }
4666
4667           if (CI2) {
4668             APInt NegTwo = -APInt(CI2->getValue().getBitWidth(), 2, true);
4669             if (CI2->getValue().eq(NegTwo)) {
4670               if (V1 == B) {
4671                 Instruction *NewOp =
4672                   InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(A, CI), I);
4673                 return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, B);
4674               }
4675               if (V1 == A) {
4676                 Instruction *NewOp =
4677                   InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(B, CI), I);
4678                 return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, A);
4679               }
4680             }
4681           }
4682         }
4683       }
4684     }
4685   }
4686   // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
4687   if (match(Op1, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C))) ||
4688       match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
4689     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
4690       if (CI->getValue() == 1) {
4691         Value *V1 = 0, *C2 = 0;
4692         if (match(Op0, m_And(m_Value(V1), m_Value(C2)))) {
4693           ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
4694
4695           if (!CI2) {
4696             std::swap(V1, C2);
4697             CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
4698           }
4699
4700           if (CI2) {
4701             APInt NegTwo = -APInt(CI2->getValue().getBitWidth(), 2, true);
4702             if (CI2->getValue().eq(NegTwo)) {
4703               if (V1 == B) {
4704                 Instruction *NewOp =
4705                   InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(A, CI), I);
4706                 return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, B);
4707               }
4708               if (V1 == A) {
4709                 Instruction *NewOp =
4710                   InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(B, CI), I);
4711                 return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, A);
4712               }
4713             }
4714           }
4715         }
4716       }
4717     }
4718   }
4719
4720   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {   // ~A | Op1
4721     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
4722       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4723   } else {
4724     A = 0;
4725   }
4726   // Note, A is still live here!
4727   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)))) {   // Op0 | ~B
4728     if (Op0 == B)
4729       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4730
4731     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
4732     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4733       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(A, B,
4734                                               I.getName()+".demorgan"), I);
4735       return BinaryOperator::CreateNot(And);
4736     }
4737   }
4738
4739   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4740   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
4741     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4742       return R;
4743
4744     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
4745       if (Instruction *Res = FoldOrOfICmps(I, LHS, RHS))
4746         return Res;
4747   }
4748     
4749   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4750   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4751     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4752       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4753         if (!isa<ICmpInst>(Op0C->getOperand(0)) ||
4754             !isa<ICmpInst>(Op1C->getOperand(0))) {
4755           const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4756           if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4757               // Only do this if the casts both really cause code to be
4758               // generated.
4759               ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4760                                 I.getType(), TD) &&
4761               ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4762                                 I.getType(), TD)) {
4763             Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateOr(Op0C->getOperand(0),
4764                                                           Op1C->getOperand(0),
4765                                                           I.getName());
4766             InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4767             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4768           }
4769         }
4770       }
4771   }
4772   
4773     
4774   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
4775   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4776     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4777       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4778           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO && 
4779           LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
4780         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4781           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4782             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4783             // true.
4784             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4785               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4786             
4787             // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4788             // rest.
4789             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS->getOperand(0),
4790                                 RHS->getOperand(0));
4791           }
4792       } else {
4793         Value *Op0LHS, *Op0RHS, *Op1LHS, *Op1RHS;
4794         FCmpInst::Predicate Op0CC, Op1CC;
4795         if (match(Op0, m_FCmp(Op0CC, m_Value(Op0LHS), m_Value(Op0RHS))) &&
4796             match(Op1, m_FCmp(Op1CC, m_Value(Op1LHS), m_Value(Op1RHS)))) {
4797           if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4798             // Swap RHS operands to match LHS.
4799             Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4800             std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4801           }
4802           if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4803             // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
4804             if (Op0CC == Op1CC)
4805               return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
4806             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE ||
4807                      Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4808               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4809             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4810               return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4811             else if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4812               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4813             bool Op0Ordered;
4814             bool Op1Ordered;
4815             unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4816             unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4817             if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
4818               // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
4819               // or'ed predicates.
4820               Value *RV = getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred,
4821                                        Op0LHS, Op0RHS);
4822               if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
4823                 return I;
4824               // Otherwise, it's a constant boolean value...
4825               return ReplaceInstUsesWith(I, RV);
4826             }
4827           }
4828         }
4829       }
4830     }
4831   }
4832
4833   return Changed ? &I : 0;
4834 }
4835
4836 namespace {
4837
4838 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
4839 struct XorSelf {
4840   Value *RHS;
4841   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
4842   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
4843   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
4844     return &Xor;
4845   }
4846 };
4847
4848 }
4849
4850 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
4851   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4852   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4853
4854   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
4855     if (isa<UndefValue>(Op0))
4856       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
4857       // idiom (misuse).
4858       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4859     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
4860   }
4861
4862   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
4863   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
4864     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
4865     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4866   }
4867   
4868   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4869   // purpose is to compute bits we don't care about.
4870   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4871     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4872     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4873     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4874                              KnownZero, KnownOne))
4875       return &I;
4876   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4877     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
4878   }
4879
4880   // Is this a ~ operation?
4881   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
4882     // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
4883     // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
4884     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
4885       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
4886           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4887         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
4888         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
4889           Instruction *NotY =
4890             BinaryOperator::CreateNot(Op0I->getOperand(1),
4891                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
4892           InsertNewInstBefore(NotY, I);
4893           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
4894             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
4895           else
4896             return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
4897         }
4898       }
4899     }
4900   }
4901   
4902   
4903   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4904     // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
4905     if (RHS == ConstantInt::getTrue() && Op0->hasOneUse()) {
4906       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4907         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
4908                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
4909
4910       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
4911         return new FCmpInst(FCI->getInversePredicate(),
4912                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
4913     }
4914
4915     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
4916     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4917       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
4918         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
4919           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
4920           if (Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) {
4921             if (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode, ConstantInt::getTrue(),
4922                                              Op0C->getDestTy())) {
4923               Instruction *NewCI = InsertNewInstBefore(CmpInst::Create(
4924                                      CI->getOpcode(), CI->getInversePredicate(),
4925                                      CI->getOperand(0), CI->getOperand(1)), I);
4926               NewCI->takeName(CI);
4927               return CastInst::Create(Opcode, NewCI, Op0C->getType());
4928             }
4929           }
4930         }
4931       }
4932     }
4933
4934     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4935       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
4936       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
4937         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
4938           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
4939           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
4940                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
4941           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
4942         }
4943           
4944       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
4945         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
4946           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
4947           if (RHS->isAllOnesValue()) {
4948             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
4949             return BinaryOperator::CreateSub(
4950                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
4951                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
4952                                           Op0I->getOperand(0));
4953           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
4954             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
4955             Constant *C = ConstantInt::get(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
4956             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
4957
4958           }
4959         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4960           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
4961           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
4962             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
4963             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
4964             // NewRHS.
4965             Constant *CommonBits = And(Op0CI, RHS);
4966             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
4967                                           ConstantExpr::getNot(CommonBits));
4968             AddToWorkList(Op0I);
4969             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
4970             I.setOperand(1, NewRHS);
4971             return &I;
4972           }
4973         }
4974       }
4975     }
4976
4977     // Try to fold constant and into select arguments.
4978     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4979       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4980         return R;
4981     if (isa<PHINode>(Op0))
4982       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4983         return NV;
4984   }
4985
4986   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
4987     if (X == Op1)
4988       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4989
4990   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
4991     if (X == Op0)
4992       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4993
4994   
4995   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
4996   if (Op1I) {
4997     Value *A, *B;
4998     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4999       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
5000         Op1I->swapOperands();
5001         I.swapOperands();
5002         std::swap(Op0, Op1);
5003       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
5004         I.swapOperands();     // Simplified below.
5005         std::swap(Op0, Op1);
5006       }
5007     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)))) {
5008       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // A^(A^B) == B
5009     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op0)))) {
5010       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // A^(B^A) == B
5011     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op1I->hasOneUse()){
5012       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
5013         Op1I->swapOperands();
5014         std::swap(A, B);
5015       }
5016       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
5017         I.swapOperands();     // Simplified below.
5018         std::swap(Op0, Op1);
5019       }
5020     }
5021   }
5022   
5023   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
5024   if (Op0I) {
5025     Value *A, *B;
5026     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()) {
5027       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
5028         std::swap(A, B);
5029       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
5030         Instruction *NotB =
5031           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(Op1, "tmp"), I);
5032         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
5033       }
5034     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)))) {
5035       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // (A^B)^A == B
5036     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op1)))) {
5037       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // (B^A)^A == B
5038     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()){
5039       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
5040         std::swap(A, B);
5041       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
5042           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
5043         Instruction *N =
5044           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(A, "tmp"), I);
5045         return BinaryOperator::CreateAnd(N, Op1);
5046       }
5047     }
5048   }
5049   
5050   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
5051   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
5052       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
5053       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
5054       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
5055     Instruction *NewOp =
5056       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Op0I->getOperand(0),
5057                                                     Op1I->getOperand(0),
5058                                                     Op0I->getName()), I);
5059     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
5060                                   Op1I->getOperand(1));
5061   }
5062     
5063   if (Op0I && Op1I) {
5064     Value *A, *B, *C, *D;
5065     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
5066     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5067         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5068       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5069         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5070     }
5071     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
5072     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5073         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5074       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5075         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5076     }
5077     
5078     // (A & B)^(C & D)
5079     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
5080         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5081         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5082       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
5083       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5084       if (A == C)
5085         X = A, Y = B, Z = D;
5086       else if (A == D)
5087         X = A, Y = B, Z = C;
5088       else if (B == C)
5089         X = B, Y = A, Z = D;
5090       else if (B == D)
5091         X = B, Y = A, Z = C;
5092       
5093       if (X) {
5094         Instruction *NewOp =
5095         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
5096         return BinaryOperator::CreateAnd(NewOp, X);
5097       }
5098     }
5099   }
5100     
5101   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
5102   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
5103     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
5104       return R;
5105
5106   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
5107   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5108     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
5109       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
5110         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
5111         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
5112             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
5113             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
5114                               I.getType(), TD) &&
5115             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
5116                               I.getType(), TD)) {
5117           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateXor(Op0C->getOperand(0),
5118                                                          Op1C->getOperand(0),
5119                                                          I.getName());
5120           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
5121           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
5122         }
5123       }
5124   }
5125
5126   return Changed ? &I : 0;
5127 }
5128
5129 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
5130 /// overflowed for this type.
5131 static bool AddWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
5132                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
5133   Result = cast<ConstantInt>(Add(In1, In2));
5134
5135   if (IsSigned)
5136     if (In2->getValue().isNegative())
5137       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5138     else
5139       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5140   else
5141     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
5142 }
5143
5144 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
5145 /// overflowed for this type.
5146 static bool SubWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
5147                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
5148   Result = cast<ConstantInt>(Subtract(In1, In2));
5149
5150   if (IsSigned)
5151     if (In2->getValue().isNegative())
5152       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5153     else
5154       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5155   else
5156     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
5157 }
5158
5159 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
5160 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
5161 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
5162 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
5163   TargetData &TD = IC.getTargetData();
5164   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5165   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5166   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
5167
5168   // Build a mask for high order bits.
5169   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5170   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5171
5172   for (User::op_iterator i = GEP->op_begin() + 1, e = GEP->op_end(); i != e;
5173        ++i, ++GTI) {
5174     Value *Op = *i;
5175     uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
5176     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
5177       if (OpC->isZero()) continue;
5178       
5179       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5180       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5181         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
5182         
5183         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
5184           Result = ConstantInt::get(RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
5185         else
5186           Result = IC.InsertNewInstBefore(
5187                    BinaryOperator::CreateAdd(Result,
5188                                              ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
5189                                              GEP->getName()+".offs"), I);
5190         continue;
5191       }
5192       
5193       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5194       Constant *OC = ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
5195       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale);
5196       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
5197         Result = ConstantExpr::getAdd(RC, Scale);
5198       else {
5199         // Emit an add instruction.
5200         Result = IC.InsertNewInstBefore(
5201            BinaryOperator::CreateAdd(Result, Scale,
5202                                      GEP->getName()+".offs"), I);
5203       }
5204       continue;
5205     }
5206     // Convert to correct type.
5207     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
5208       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5209         Op = ConstantExpr::getSExt(OpC, IntPtrTy);
5210       else
5211         Op = IC.InsertNewInstBefore(new SExtInst(Op, IntPtrTy,
5212                                                  Op->getName()+".c"), I);
5213     }
5214     if (Size != 1) {
5215       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5216       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5217         Op = ConstantExpr::getMul(OpC, Scale);
5218       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
5219         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(Op, Scale,
5220                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
5221     }
5222
5223     // Emit an add instruction.
5224     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
5225       Result = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(Op),
5226                                     cast<Constant>(Result));
5227     else
5228       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(Op, Result,
5229                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
5230   }
5231   return Result;
5232 }
5233
5234
5235 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return an value that can be used to compare of
5236 /// the *offset* implied by GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we want
5237 /// to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can be
5238 /// complex, and scales are involved.  The above expression would also be legal
5239 /// to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).  This
5240 /// later form is less amenable to optimization though, and we are allowed to
5241 /// generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
5242 ///
5243 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
5244 /// 
5245 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, Instruction &I,
5246                                           InstCombiner &IC) {
5247   TargetData &TD = IC.getTargetData();
5248   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5249
5250   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
5251   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
5252   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
5253   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
5254   // because the expression will cross zero at the same point.
5255   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
5256   int64_t Offset = 0;
5257   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
5258     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
5259       // Compute the aggregate offset of constant indices.
5260       if (CI->isZero()) continue;
5261
5262       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5263       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5264         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5265       } else {
5266         uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5267         Offset += Size*CI->getSExtValue();
5268       }
5269     } else {
5270       // Found our variable index.
5271       break;
5272     }
5273   }
5274   
5275   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
5276   // evaluate it the general way.
5277   if (i == e) return 0;
5278   
5279   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
5280   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
5281   // 4 if the variable index is into an array of i32.
5282   uint64_t VariableScale = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5283   
5284   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
5285   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
5286     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
5287     if (!CI) return 0;
5288    
5289     // Compute the aggregate offset of constant indices.
5290     if (CI->isZero()) continue;
5291     
5292     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5293     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5294       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5295     } else {
5296       uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5297       Offset += Size*CI->getSExtValue();
5298     }
5299   }
5300   
5301   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
5302   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
5303   // the index.
5304   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5305   if (Offset == 0) {
5306     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
5307     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
5308     // computation crosses zero.
5309     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth)
5310       VariableIdx = new TruncInst(VariableIdx, TD.getIntPtrType(),
5311                                   VariableIdx->getNameStart(), &I);
5312     return VariableIdx;
5313   }
5314   
5315   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
5316   // the pointer size, so get it.
5317   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5318   
5319   Offset &= PtrSizeMask;
5320   VariableScale &= PtrSizeMask;
5321
5322   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
5323   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
5324   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
5325   // multiple of the variable scale.
5326   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
5327   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
5328     return 0;
5329
5330   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
5331   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5332   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
5333     VariableIdx = CastInst::CreateIntegerCast(VariableIdx, IntPtrTy,
5334                                               true /*SExt*/, 
5335                                               VariableIdx->getNameStart(), &I);
5336   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
5337   return BinaryOperator::CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset", &I);
5338 }
5339
5340
5341 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
5342 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
5343 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
5344                                        ICmpInst::Predicate Cond,
5345                                        Instruction &I) {
5346   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
5347
5348   // Look through bitcasts.
5349   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
5350     RHS = BCI->getOperand(0);
5351
5352   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
5353   if (PtrBase == RHS) {
5354     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
5355     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
5356     // know pointers can't overflow.  See if we can output an optimized form.
5357     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, I, *this);
5358     
5359     // If not, synthesize the offset the hard way.
5360     if (Offset == 0)
5361       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5362     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
5363                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
5364   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
5365     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
5366     // compare the base pointer.
5367     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
5368       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
5369       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
5370                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
5371       if (IndicesTheSame)
5372         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5373           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5374             IndicesTheSame = false;
5375             break;
5376           }
5377
5378       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
5379       if (IndicesTheSame)
5380         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
5381                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
5382
5383       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
5384       // different, bail out.
5385       return 0;
5386     }
5387
5388     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
5389     bool AllZeros = true;
5390     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5391       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
5392           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5393         AllZeros = false;
5394         break;
5395       }
5396     if (AllZeros)
5397       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
5398                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
5399
5400     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
5401     AllZeros = true;
5402     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5403       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
5404           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5405         AllZeros = false;
5406         break;
5407       }
5408     if (AllZeros)
5409       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
5410
5411     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
5412       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
5413       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
5414       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
5415       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5416         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5417           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
5418                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5419             // Irreconcilable differences.
5420             NumDifferences = 2;
5421             break;
5422           } else {
5423             if (NumDifferences++) break;
5424             DiffOperand = i;
5425           }
5426         }
5427
5428       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
5429         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
5430                                    ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5431                                              ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
5432
5433       else if (NumDifferences == 1) {
5434         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
5435         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
5436         // Make sure we do a signed comparison here.
5437         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
5438       }
5439     }
5440
5441     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
5442     // the result to fold to a constant!
5443     if ((isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
5444         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
5445       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
5446       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5447       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
5448       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
5449     }
5450   }
5451   return 0;
5452 }
5453
5454 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
5455 ///
5456 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
5457                                                 Instruction *LHSI,
5458                                                 Constant *RHSC) {
5459   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
5460   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
5461   
5462   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
5463   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
5464   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
5465   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
5466   
5467   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
5468   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
5469   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
5470   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
5471   
5472   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
5473   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
5474   if (LHSUnsigned)
5475     ++InputSize;
5476   
5477   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
5478   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
5479     return 0;
5480   
5481   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
5482   // will always come through as an integer value and we know the constant is
5483   // not a NAN (it would have been previously simplified).
5484   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
5485   
5486   ICmpInst::Predicate Pred;
5487   switch (I.getPredicate()) {
5488   default: assert(0 && "Unexpected predicate!");
5489   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
5490   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
5491     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
5492     break;
5493   case FCmpInst::FCMP_UGT:
5494   case FCmpInst::FCMP_OGT:
5495     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
5496     break;
5497   case FCmpInst::FCMP_UGE:
5498   case FCmpInst::FCMP_OGE:
5499     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
5500     break;
5501   case FCmpInst::FCMP_ULT:
5502   case FCmpInst::FCMP_OLT:
5503     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
5504     break;
5505   case FCmpInst::FCMP_ULE:
5506   case FCmpInst::FCMP_OLE:
5507     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
5508     break;
5509   case FCmpInst::FCMP_UNE:
5510   case FCmpInst::FCMP_ONE:
5511     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
5512     break;
5513   case FCmpInst::FCMP_ORD:
5514     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5515   case FCmpInst::FCMP_UNO:
5516     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5517   }
5518   
5519   const IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
5520   
5521   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
5522   
5523   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
5524   // comparing an i8 to 300.0.
5525   unsigned IntWidth = IntTy->getPrimitiveSizeInBits();
5526   
5527   if (!LHSUnsigned) {
5528     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
5529     // and large values.
5530     APFloat SMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5531     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
5532                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5533     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
5534       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
5535           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
5536         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5537       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5538     }
5539   } else {
5540     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
5541     // +INF and large values.
5542     APFloat UMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5543     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
5544                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5545     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
5546       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5547           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
5548         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5549       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5550     }
5551   }
5552   
5553   if (!LHSUnsigned) {
5554     // See if the RHS value is < SignedMin.
5555     APFloat SMin(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5556     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
5557                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5558     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
5559       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
5560           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
5561         return ReplaceInstUsesWith(I,ConstantInt::getTrue());
5562       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5563     }
5564   }
5565
5566   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
5567   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
5568   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
5569   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
5570   Constant *RHSInt = ConstantExpr::getFPToSI(RHSC, IntTy);
5571   if (!RHS.isZero() &&
5572       ConstantExpr::getSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) != RHSC) {
5573     // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust the
5574     // compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards zero
5575     // at this point.
5576     switch (Pred) {
5577     default: assert(0 && "Unexpected integer comparison!");
5578     case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
5579       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5580     case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
5581       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5582     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5583       // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5584       // (float)int <= -4.4  --> false
5585       if (RHS.isNegative())
5586         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5587       break;
5588     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5589       // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5590       // (float)int <= -4.4  --> int < -4
5591       if (RHS.isNegative())
5592         Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
5593       break;
5594     case ICmpInst::ICMP_ULT:
5595       // (float)int < -4.4   --> false
5596       // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5597       if (RHS.isNegative())
5598         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5599       Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
5600       break;
5601     case ICmpInst::ICMP_SLT:
5602       // (float)int < -4.4   --> int < -4
5603       // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5604       if (!RHS.isNegative())
5605         Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
5606       break;
5607     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5608       // (float)int > 4.4    --> int > 4
5609       // (float)int > -4.4   --> true
5610       if (RHS.isNegative())
5611         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5612       break;
5613     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5614       // (float)int > 4.4    --> int > 4
5615       // (float)int > -4.4   --> int >= -4
5616       if (RHS.isNegative())
5617         Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
5618       break;
5619     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5620       // (float)int >= -4.4   --> true
5621       // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5622       if (!RHS.isNegative())
5623         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5624       Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
5625       break;
5626     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5627       // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
5628       // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5629       if (!RHS.isNegative())
5630         Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
5631       break;
5632     }
5633   }
5634
5635   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
5636   // comparison.
5637   return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
5638 }
5639
5640 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
5641   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5642   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5643
5644   // Fold trivial predicates.
5645   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
5646     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5647   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
5648     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5649   
5650   // Simplify 'fcmp pred X, X'
5651   if (Op0 == Op1) {
5652     switch (I.getPredicate()) {
5653     default: assert(0 && "Unknown predicate!");
5654     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
5655     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
5656     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
5657       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5658     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
5659     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
5660     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
5661       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5662       
5663     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
5664     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
5665     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
5666     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
5667       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
5668       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
5669       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5670       return &I;
5671       
5672     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
5673     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
5674     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
5675     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
5676       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
5677       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
5678       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5679       return &I;
5680     }
5681   }
5682     
5683   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
5684     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5685
5686   // Handle fcmp with constant RHS
5687   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5688     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
5689     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
5690       if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
5691         if (FCmpInst::isOrdered(I.getPredicate()))   // True if ordered and...
5692           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5693         assert(FCmpInst::isUnordered(I.getPredicate()) &&
5694                "Comparison must be either ordered or unordered!");
5695         // True if unordered.
5696         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5697       }
5698     }
5699     
5700     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5701       switch (LHSI->getOpcode()) {
5702       case Instruction::PHI:
5703         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5704         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5705         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5706         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5707           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5708             return NV;
5709         break;
5710       case Instruction::SIToFP:
5711       case Instruction::UIToFP:
5712         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
5713           return NV;
5714         break;
5715       case Instruction::Select:
5716         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5717         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5718         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5719         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5720         if (LHSI->hasOneUse()) {
5721           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5722             // Fold the known value into the constant operand.
5723             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5724             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5725             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5726                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
5727                                                       I.getName()), I);
5728           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5729             // Fold the known value into the constant operand.
5730             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5731             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5732             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5733                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
5734                                                       I.getName()), I);
5735           }
5736         }
5737
5738         if (Op1)
5739           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5740         break;
5741       }
5742   }
5743
5744   return Changed ? &I : 0;
5745 }
5746
5747 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
5748   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5749   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5750   const Type *Ty = Op0->getType();
5751
5752   // icmp X, X
5753   if (Op0 == Op1)
5754     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5755                                                    I.isTrueWhenEqual()));
5756
5757   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
5758     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5759   
5760   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
5761   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
5762   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
5763        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
5764       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
5765        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
5766     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5767                                                    !I.isTrueWhenEqual()));
5768
5769   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
5770   if (Ty == Type::Int1Ty) {
5771     switch (I.getPredicate()) {
5772     default: assert(0 && "Invalid icmp instruction!");
5773     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
5774       Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
5775       InsertNewInstBefore(Xor, I);
5776       return BinaryOperator::CreateNot(Xor);
5777     }
5778     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
5779       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
5780
5781     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5782       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
5783       // FALL THROUGH
5784     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
5785       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5786       InsertNewInstBefore(Not, I);
5787       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
5788     }
5789     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5790       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
5791       // FALL THROUGH
5792     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
5793       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
5794       InsertNewInstBefore(Not, I);
5795       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
5796     }
5797     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5798       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
5799       // FALL THROUGH
5800     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
5801       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5802       InsertNewInstBefore(Not, I);
5803       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
5804     }
5805     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5806       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
5807       // FALL THROUGH
5808     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
5809       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
5810       InsertNewInstBefore(Not, I);
5811       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
5812     }
5813     }
5814   }
5815
5816   // See if we are doing a comparison with a constant.
5817   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5818     Value *A, *B;
5819     
5820     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
5821     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
5822         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5823       // (icmp cond A B) if cond is equality
5824       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
5825     }
5826     
5827     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
5828     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
5829     // them being folded in the code below.
5830     switch (I.getPredicate()) {
5831     default: break;
5832     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5833       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
5834         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5835       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, AddOne(CI));
5836     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5837       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
5838         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5839       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0, AddOne(CI));
5840     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5841       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
5842         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5843       return new ICmpInst( ICmpInst::ICMP_UGT, Op0, SubOne(CI));
5844     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5845       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
5846         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5847       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0, SubOne(CI));
5848     }
5849     
5850     // See if we can fold the comparison based on range information we can get
5851     // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
5852     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
5853     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
5854     
5855     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
5856     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
5857     bool UnusedBit;
5858     bool isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
5859     
5860     if (SimplifyDemandedBits(Op0, 
5861                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
5862                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
5863                              KnownZero, KnownOne, 0))
5864       return &I;
5865         
5866     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
5867     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
5868     // EQ and NE we use unsigned values.
5869     APInt Min(BitWidth, 0), Max(BitWidth, 0);
5870     if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate()))
5871       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, Max);
5872     else
5873       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne,Min,Max);
5874     
5875     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
5876     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
5877     // that code below can assume that Min != Max.
5878     if (Min == Max)
5879       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(),
5880                                                           ConstantInt::get(Min),
5881                                                           CI));
5882     
5883     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
5884     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8  is always true.
5885     const APInt &RHSVal = CI->getValue();
5886     switch (I.getPredicate()) {  // LE/GE have been folded already.
5887     default: assert(0 && "Unknown icmp opcode!");
5888     case ICmpInst::ICMP_EQ:
5889       if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5890         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5891       break;
5892     case ICmpInst::ICMP_NE:
5893       if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5894         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5895       break;
5896     case ICmpInst::ICMP_ULT:
5897       if (Max.ult(RHSVal))                    // A <u C -> true iff max(A) < C
5898         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5899       if (Min.uge(RHSVal))                    // A <u C -> false iff min(A) >= C
5900         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5901       if (RHSVal == Max)                      // A <u MAX -> A != MAX
5902         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5903       if (RHSVal == Min+1)                    // A <u MIN+1 -> A == MIN
5904         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5905         
5906       // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
5907       if (CI->isMinValue(true))
5908         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
5909                             ConstantInt::getAllOnesValue(Op0->getType()));
5910       break;
5911     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5912       if (Min.ugt(RHSVal))                    // A >u C -> true iff min(A) > C
5913         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5914       if (Max.ule(RHSVal))                    // A >u C -> false iff max(A) <= C
5915         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5916         
5917       if (RHSVal == Min)                      // A >u MIN -> A != MIN
5918         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5919       if (RHSVal == Max-1)                    // A >u MAX-1 -> A == MAX
5920         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5921       
5922       // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
5923       if (CI->isMaxValue(true))
5924         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
5925                             ConstantInt::getNullValue(Op0->getType()));
5926       break;
5927     case ICmpInst::ICMP_SLT:
5928       if (Max.slt(RHSVal))                    // A <s C -> true iff max(A) < C
5929         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5930       if (Min.sge(RHSVal))                    // A <s C -> false iff min(A) >= C
5931         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5932       if (RHSVal == Max)                      // A <s MAX -> A != MAX
5933         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5934       if (RHSVal == Min+1)                    // A <s MIN+1 -> A == MIN
5935         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5936       break;
5937     case ICmpInst::ICMP_SGT: 
5938       if (Min.sgt(RHSVal))                    // A >s C -> true iff min(A) > C
5939         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5940       if (Max.sle(RHSVal))                    // A >s C -> false iff max(A) <= C
5941         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5942         
5943       if (RHSVal == Min)                      // A >s MIN -> A != MIN
5944         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5945       if (RHSVal == Max-1)                    // A >s MAX-1 -> A == MAX
5946         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5947       break;
5948     }
5949   }
5950
5951   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
5952   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
5953   // any other folding. This helps out other analyses which understand
5954   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
5955   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
5956   // operands has at least one user besides the compare (the select),
5957   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
5958   if (I.hasOneUse())
5959     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
5960       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
5961           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
5962         return 0;
5963
5964   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
5965   // can be folded into the comparison.
5966   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5967     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
5968     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
5969     // instruction can be folded into the icmp 
5970     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5971       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
5972         return Res;
5973   }
5974
5975   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
5976   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5977     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5978       switch (LHSI->getOpcode()) {
5979       case Instruction::GetElementPtr:
5980         if (RHSC->isNullValue()) {
5981           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
5982           bool isAllZeros = true;
5983           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
5984             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
5985                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
5986               isAllZeros = false;
5987               break;
5988             }
5989           if (isAllZeros)
5990             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
5991                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
5992         }
5993         break;
5994
5995       case Instruction::PHI:
5996         // Only fold icmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5997         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5998         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5999         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
6000           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
6001             return NV;
6002         break;
6003       case Instruction::Select: {
6004         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
6005         // comparison into the select arms, which will cause one to be
6006         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
6007         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
6008         if (LHSI->hasOneUse()) {
6009           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
6010             // Fold the known value into the constant operand.
6011             Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
6012             // Insert a new ICmp of the other select operand.
6013             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
6014                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
6015                                                    I.getName()), I);
6016           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
6017             // Fold the known value into the constant operand.
6018             Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
6019             // Insert a new ICmp of the other select operand.
6020             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
6021                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
6022                                                    I.getName()), I);
6023           }
6024         }
6025
6026         if (Op1)
6027           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
6028         break;
6029       }
6030       case Instruction::Malloc:
6031         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
6032         // can assume it is successful and remove the malloc.
6033         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
6034           AddToWorkList(LHSI);
6035           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
6036                                                          !I.isTrueWhenEqual()));
6037         }
6038         break;
6039       }
6040   }
6041
6042   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
6043   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
6044     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
6045       return NI;
6046   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
6047     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
6048                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
6049       return NI;
6050
6051   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
6052   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
6053   // now.
6054   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
6055     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
6056         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
6057       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
6058       // operand, where it can often be eliminated completely.
6059       Op0 = CI->getOperand(0);
6060
6061       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
6062       // so eliminate it as well.
6063       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
6064         Op1 = CI2->getOperand(0);
6065
6066       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
6067       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
6068         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6069           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
6070         } else {
6071           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
6072           Op1 = InsertBitCastBefore(Op1, Op0->getType(), I);
6073         }
6074       }
6075       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
6076     }
6077   }
6078   
6079   if (isa<CastInst>(Op0)) {
6080     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
6081     // This comes up when you have code like
6082     //   int X = A < B;
6083     //   if (X) ...
6084     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
6085     // with a constant or another cast from the same type.
6086     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
6087       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
6088         return R;
6089   }
6090   
6091   // See if it's the same type of instruction on the left and right.
6092   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6093     if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
6094       if (Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && Op0I->hasOneUse() &&
6095           Op1I->hasOneUse() && Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
6096           I.isEquality()) {
6097         switch (Op0I->getOpcode()) {
6098         default: break;
6099         case Instruction::Add:
6100         case Instruction::Sub:
6101         case Instruction::Xor:
6102           // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
6103           return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0I->getOperand(0),
6104                               Op1I->getOperand(0));
6105           break;
6106         case Instruction::Mul:
6107           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6108             // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
6109             // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
6110             if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
6111               const APInt &AP = CI->getValue();
6112               ConstantInt *Mask = ConstantInt::get(
6113                                       APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
6114                                                            AP.getBitWidth() -
6115                                                       AP.countTrailingZeros()));
6116               Instruction *And1 = BinaryOperator::CreateAnd(Op0I->getOperand(0),
6117                                                             Mask);
6118               Instruction *And2 = BinaryOperator::CreateAnd(Op1I->getOperand(0),
6119                                                             Mask);
6120               InsertNewInstBefore(And1, I);
6121               InsertNewInstBefore(And2, I);
6122               return new ICmpInst(I.getPredicate(), And1, And2);
6123             }
6124           }
6125           break;
6126         }
6127       }
6128     }
6129   }
6130   
6131   // ~x < ~y --> y < x
6132   { Value *A, *B;
6133     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A))) &&
6134         match(Op1, m_Not(m_Value(B))))
6135       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, A);
6136   }
6137   
6138   if (I.isEquality()) {
6139     Value *A, *B, *C, *D;
6140     
6141     // -x == -y --> x == y
6142     if (match(Op0, m_Neg(m_Value(A))) &&
6143         match(Op1, m_Neg(m_Value(B))))
6144       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
6145     
6146     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
6147       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
6148         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
6149         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6150                             Constant::getNullValue(A->getType()));
6151       }
6152
6153       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6154         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
6155         ConstantInt *C1, *C2;
6156         if (match(B, m_ConstantInt(C1)) &&
6157             match(D, m_ConstantInt(C2)) && Op1->hasOneUse()) {
6158           Constant *NC = ConstantInt::get(C1->getValue() ^ C2->getValue());
6159           Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(C, NC, "tmp");
6160           return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
6161                               InsertNewInstBefore(Xor, I));
6162         }
6163         
6164         // A^B == A^D -> B == D
6165         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
6166         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
6167         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
6168         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
6169       }
6170     }
6171     
6172     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
6173         (A == Op0 || B == Op0)) {
6174       // A == (A^B)  ->  B == 0
6175       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
6176       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6177                           Constant::getNullValue(A->getType()));
6178     }
6179
6180     // (A-B) == A  ->  B == 0
6181     if (match(Op0, m_Sub(m_Specific(Op1), m_Value(B))))
6182       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, 
6183                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6184
6185     // A == (A-B)  ->  B == 0
6186     if (match(Op1, m_Sub(m_Specific(Op0), m_Value(B))))
6187       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
6188                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6189     
6190     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
6191     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
6192         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
6193         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6194       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
6195       
6196       if (A == C) {
6197         X = B; Y = D; Z = A;
6198       } else if (A == D) {
6199         X = B; Y = C; Z = A;
6200       } else if (B == C) {
6201         X = A; Y = D; Z = B;
6202       } else if (B == D) {
6203         X = A; Y = C; Z = B;
6204       }
6205       
6206       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
6207         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(X, Y, "tmp"), I);
6208         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
6209         I.setOperand(0, Op1);
6210         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
6211         return &I;
6212       }
6213     }
6214   }
6215   return Changed ? &I : 0;
6216 }
6217
6218
6219 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
6220 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
6221 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
6222                                           ConstantInt *DivRHS) {
6223   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6224   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
6225   
6226   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
6227   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
6228   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
6229   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
6230   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
6231   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
6232   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
6233   // if it finds it. 
6234   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
6235   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
6236     return 0;
6237   if (DivRHS->isZero())
6238     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
6239   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
6240     return 0; // The overflow computation also screws up here
6241   if (DivRHS->isOne())
6242     return 0; // Not worth bothering, and eliminates some funny cases
6243               // with INT_MIN.
6244
6245   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
6246   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
6247   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
6248   // instead of computing a divide. 
6249   ConstantInt *Prod = Multiply(CmpRHS, DivRHS);
6250
6251   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
6252   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
6253   // as in the LHS instruction that we're folding. 
6254   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
6255                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
6256
6257   // Get the ICmp opcode
6258   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
6259
6260   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
6261   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
6262   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
6263   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
6264   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
6265   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
6266   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
6267   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
6268   ConstantInt *LoBound = 0, *HiBound = 0;
6269   
6270   if (!DivIsSigned) {  // udiv
6271     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
6272     LoBound = Prod;
6273     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6274     if (!HiOverflow)
6275       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, false);
6276   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
6277     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
6278       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
6279       LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
6280       HiBound = DivRHS;
6281     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
6282       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
6283       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6284       if (!HiOverflow)
6285         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
6286     } else {                       // (X / pos) op neg
6287       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
6288       HiBound = AddOne(Prod);
6289       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6290       if (!LoOverflow) {
6291         ConstantInt* DivNeg = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6292         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg,
6293                                      true) ? -1 : 0;
6294        }
6295     }
6296   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
6297     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
6298       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
6299       LoBound = AddOne(DivRHS);
6300       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6301       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
6302         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
6303         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
6304       }
6305     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
6306       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
6307       HiBound = AddOne(Prod);
6308       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6309       if (!LoOverflow)
6310         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivRHS, true) ? -1 : 0;
6311     } else {                       // (X / neg) op neg
6312       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
6313       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
6314       if (!HiOverflow)
6315         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
6316     }
6317     
6318     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
6319     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
6320   }
6321
6322   Value *X = DivI->getOperand(0);
6323   switch (Pred) {
6324   default: assert(0 && "Unhandled icmp opcode!");
6325   case ICmpInst::ICMP_EQ:
6326     if (LoOverflow && HiOverflow)
6327       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6328     else if (HiOverflow)
6329       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6330                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
6331     else if (LoOverflow)
6332       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6333                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
6334     else
6335       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
6336   case ICmpInst::ICMP_NE:
6337     if (LoOverflow && HiOverflow)
6338       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6339     else if (HiOverflow)
6340       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6341                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
6342     else if (LoOverflow)
6343       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6344                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6345     else
6346       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
6347   case ICmpInst::ICMP_ULT:
6348   case ICmpInst::ICMP_SLT:
6349     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
6350       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6351     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
6352       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6353     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
6354   case ICmpInst::ICMP_UGT:
6355   case ICmpInst::ICMP_SGT:
6356     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
6357       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6358     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
6359       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6360     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
6361       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6362     else
6363       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
6364   }
6365 }
6366
6367
6368 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
6369 ///
6370 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
6371                                                           Instruction *LHSI,
6372                                                           ConstantInt *RHS) {
6373   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
6374   
6375   switch (LHSI->getOpcode()) {
6376   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
6377     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
6378       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
6379       // fold the xor.
6380       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
6381           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
6382         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
6383         
6384         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
6385         // the operation, just stop using the Xor.
6386         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
6387           ICI.setOperand(0, CompareVal);
6388           AddToWorkList(LHSI);
6389           return &ICI;
6390         }
6391         
6392         // Was the old condition true if the operand is positive?
6393         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
6394         
6395         // If so, the new one isn't.
6396         isTrueIfPositive ^= true;
6397         
6398         if (isTrueIfPositive)
6399           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal, SubOne(RHS));
6400         else
6401           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal, AddOne(RHS));
6402       }
6403     }
6404     break;
6405   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
6406     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
6407         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6408       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6409       
6410       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
6411       // and/compare to be the input width without changing the value
6412       // produced, eliminating a cast.
6413       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
6414         // We can do this transformation if either the AND constant does not
6415         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
6416         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
6417         // bit would not work.
6418         if (Cast->hasOneUse() &&
6419             (ICI.isEquality() ||
6420              (AndCST->getValue().isNonNegative() && RHSV.isNonNegative()))) {
6421           uint32_t BitWidth = 
6422             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
6423           APInt NewCST = AndCST->getValue();
6424           NewCST.zext(BitWidth);
6425           APInt NewCI = RHSV;
6426           NewCI.zext(BitWidth);
6427           Instruction *NewAnd = 
6428             BinaryOperator::CreateAnd(Cast->getOperand(0),
6429                                       ConstantInt::get(NewCST),LHSI->getName());
6430           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6431           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
6432                               ConstantInt::get(NewCI));
6433         }
6434       }
6435       
6436       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
6437       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
6438       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
6439       // access.
6440       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
6441       if (Shift && !Shift->isShift())
6442         Shift = 0;
6443       
6444       ConstantInt *ShAmt;
6445       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
6446       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
6447       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
6448       
6449       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
6450       // into the mask.  This can only happen with signed shift
6451       // rights, as they sign-extend.
6452       if (ShAmt) {
6453         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
6454         if (!CanFold) {
6455           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
6456           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
6457           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6458           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
6459           
6460           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
6461           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
6462                AndCST->getValue()) == 0)
6463             CanFold = true;
6464         }
6465         
6466         if (CanFold) {
6467           Constant *NewCst;
6468           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6469             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
6470           else
6471             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
6472           
6473           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
6474           // compared.
6475           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != RHS) {
6476             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
6477             // As a special case, check to see if this means that the
6478             // result is always true or false now.
6479             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6480               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6481             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6482               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6483           } else {
6484             ICI.setOperand(1, NewCst);
6485             Constant *NewAndCST;
6486             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6487               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
6488             else
6489               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
6490             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
6491             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
6492             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
6493             AddUsesToWorkList(ICI);
6494             return &ICI;
6495           }
6496         }
6497       }
6498       
6499       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
6500       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
6501       // of a loop if Y is invariant and X is not.
6502       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
6503           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
6504           isa<Instruction>(Shift->getOperand(0))) {
6505         // Compute C << Y.
6506         Value *NS;
6507         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
6508           NS = BinaryOperator::CreateShl(AndCST, 
6509                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
6510         } else {
6511           // Insert a logical shift.
6512           NS = BinaryOperator::CreateLShr(AndCST,
6513                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
6514         }
6515         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
6516         
6517         // Compute X & (C << Y).
6518         Instruction *NewAnd = 
6519           BinaryOperator::CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
6520         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6521         
6522         ICI.setOperand(0, NewAnd);
6523         return &ICI;
6524       }
6525     }
6526     break;
6527     
6528   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
6529     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6530     if (!ShAmt) break;
6531     
6532     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6533     
6534     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6535     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6536     // simplified.
6537     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6538       break;
6539     
6540     if (ICI.isEquality()) {
6541       // If we are comparing against bits always shifted out, the
6542       // comparison cannot succeed.
6543       Constant *Comp =
6544         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt), ShAmt);
6545       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
6546         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6547         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6548         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6549       }
6550       
6551       if (LHSI->hasOneUse()) {
6552         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6553         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6554         Constant *Mask =
6555           ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits-ShAmtVal));
6556         
6557         Instruction *AndI =
6558           BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6559                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
6560         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6561         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
6562                             ConstantInt::get(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
6563       }
6564     }
6565     
6566     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
6567     bool TrueIfSigned = false;
6568     if (LHSI->hasOneUse() &&
6569         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
6570       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
6571       Constant *Mask = ConstantInt::get(APInt(TypeBits, 1) <<
6572                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
6573       Instruction *AndI =
6574         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6575                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6576       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6577       
6578       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
6579                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
6580     }
6581     break;
6582   }
6583     
6584   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
6585   case Instruction::AShr: {
6586     // Only handle equality comparisons of shift-by-constant.
6587     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6588     if (!ShAmt || !ICI.isEquality()) break;
6589
6590     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6591     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6592     // simplified.
6593     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6594     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6595       break;
6596     
6597     uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6598       
6599     // If we are comparing against bits always shifted out, the
6600     // comparison cannot succeed.
6601     APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
6602     if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
6603       Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
6604     else
6605       Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
6606     
6607     if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
6608       bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6609       Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6610       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6611     }
6612     
6613     // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
6614     // If so, we can compare against the unshifted value:
6615     //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
6616     if (LHSI->hasOneUse() &&
6617         MaskedValueIsZero(LHSI->getOperand(0), 
6618                           APInt::getLowBitsSet(Comp.getBitWidth(), ShAmtVal))) {
6619       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6620                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
6621     }
6622       
6623     if (LHSI->hasOneUse()) {
6624       // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6625       APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
6626       Constant *Mask = ConstantInt::get(Val);
6627       
6628       Instruction *AndI =
6629         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6630                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6631       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6632       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
6633                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
6634     }
6635     break;
6636   }
6637     
6638   case Instruction::SDiv:
6639   case Instruction::UDiv:
6640     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
6641     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
6642     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
6643     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
6644     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
6645     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
6646     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
6647       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
6648                                           DivRHS))
6649         return R;
6650     break;
6651
6652   case Instruction::Add:
6653     // Fold: icmp pred (add, X, C1), C2
6654
6655     if (!ICI.isEquality()) {
6656       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6657       if (!LHSC) break;
6658       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
6659
6660       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
6661                             .subtract(LHSV);
6662
6663       if (ICI.isSignedPredicate()) {
6664         if (CR.getLower().isSignBit()) {
6665           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
6666                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
6667         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
6668           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
6669                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
6670         }
6671       } else {
6672         if (CR.getLower().isMinValue()) {
6673           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
6674                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
6675         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
6676           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
6677                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
6678         }
6679       }
6680     }
6681     break;
6682   }
6683   
6684   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
6685   if (ICI.isEquality()) {
6686     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6687     
6688     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
6689     // the second operand is a constant, simplify a bit.
6690     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
6691       switch (BO->getOpcode()) {
6692       case Instruction::SRem:
6693         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
6694         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
6695           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
6696           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
6697             Instruction *NewRem =
6698               BinaryOperator::CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
6699                                          BO->getName());
6700             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
6701             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem, 
6702                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
6703           }
6704         }
6705         break;
6706       case Instruction::Add:
6707         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
6708         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6709           if (BO->hasOneUse())
6710             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6711                                 Subtract(RHS, BOp1C));
6712         } else if (RHSV == 0) {
6713           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
6714           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
6715           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
6716           
6717           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
6718             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
6719           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
6720             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
6721           else if (BO->hasOneUse()) {
6722             Instruction *Neg = BinaryOperator::CreateNeg(BOp1);
6723             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
6724             Neg->takeName(BO);
6725             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
6726           }
6727         }
6728         break;
6729       case Instruction::Xor:
6730         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
6731         // the explicit xor.
6732         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
6733           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
6734                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
6735         
6736         // FALLTHROUGH
6737       case Instruction::Sub:
6738         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
6739         if (RHSV == 0)
6740           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6741                               BO->getOperand(1));
6742         break;
6743         
6744       case Instruction::Or:
6745         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
6746         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
6747         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
6748           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
6749           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
6750             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
6751                                                              isICMP_NE));
6752         }
6753         break;
6754         
6755       case Instruction::And:
6756         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6757           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
6758           // comparison can never succeed!
6759           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
6760             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
6761                                                              isICMP_NE));
6762           
6763           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
6764           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
6765             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
6766                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
6767                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
6768           
6769           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
6770           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
6771             Value *X = BO->getOperand(0);
6772             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
6773             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6774               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
6775             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
6776           }
6777           
6778           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
6779           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
6780             Value *X = BO->getOperand(0);
6781             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
6782             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6783               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
6784             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
6785           }
6786         }
6787       default: break;
6788       }
6789     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
6790       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
6791       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
6792         AddToWorkList(II);
6793         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
6794         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHSV.byteSwap()));
6795         return &ICI;
6796       }
6797     }
6798   } else {  // Not a ICMP_EQ/ICMP_NE
6799             // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
6800             // then since we know the RHS is a constant, try to simlify.
6801     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(LHSI)) {
6802       Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
6803       const Type *SrcTy = CastOp->getType();
6804       uint32_t SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
6805       if (SrcTy->isInteger() && 
6806           SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
6807         // If this is an unsigned comparison, try to make the comparison use
6808         // smaller constant values.
6809         if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSV.isSignBit()) {
6810           // X u< 128 => X s> -1
6811           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CastOp, 
6812                            ConstantInt::get(APInt::getAllOnesValue(SrcTySize)));
6813         } else if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
6814                    RHSV == APInt::getSignedMaxValue(SrcTySize)) {
6815           // X u> 127 => X s< 0
6816           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CastOp, 
6817                               Constant::getNullValue(SrcTy));
6818         }
6819       }
6820     }
6821   }
6822   return 0;
6823 }
6824
6825 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
6826 /// We only handle extending casts so far.
6827 ///
6828 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
6829   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
6830   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
6831   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
6832   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
6833   Value *RHSCIOp;
6834
6835   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
6836   // integer type is the same size as the pointer type.
6837   if (LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
6838       getTargetData().getPointerSizeInBits() == 
6839          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
6840     Value *RHSOp = 0;
6841     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
6842       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
6843     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
6844       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
6845       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
6846       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
6847         RHSOp = InsertBitCastBefore(RHSOp, LHSCIOp->getType(), ICI);
6848     }
6849
6850     if (RHSOp)
6851       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
6852   }
6853   
6854   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
6855   // Enforce this.
6856   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
6857       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
6858     return 0;
6859
6860   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
6861   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
6862
6863   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
6864     // Not an extension from the same type?
6865     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
6866     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
6867       return 0;
6868     
6869     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
6870     // and the other is a zext), then we can't handle this.
6871     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
6872       return 0;
6873
6874     // Deal with equality cases early.
6875     if (ICI.isEquality())
6876       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6877
6878     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
6879     // signed comparison.
6880     if (isSignedCmp && isSignedExt)
6881       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6882
6883     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
6884     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6885   }
6886
6887   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
6888   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6889   if (!CI)
6890     return 0;
6891
6892   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
6893   // reextended to DestTy.
6894   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
6895   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(), Res1, DestTy);
6896
6897   // If the re-extended constant didn't change...
6898   if (Res2 == CI) {
6899     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
6900     // For example, we might have:
6901     //    %A = sext short %X to uint
6902     //    %B = icmp ugt uint %A, 1330
6903     // It is incorrect to transform this into 
6904     //    %B = icmp ugt short %X, 1330 
6905     // because %A may have negative value. 
6906     //
6907     // However, we allow this when the compare is EQ/NE, because they are
6908     // signless.
6909     if (isSignedExt == isSignedCmp || ICI.isEquality())
6910       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
6911     return 0;
6912   }
6913
6914   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
6915   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
6916
6917   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
6918   // point so handle the ICI.isEquality() cases
6919   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6920     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6921   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6922     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6923
6924   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
6925   // should have been folded away previously and not enter in here.
6926   Value *Result;
6927   if (isSignedCmp) {
6928     // We're performing a signed comparison.
6929     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
6930       Result = ConstantInt::getFalse();          // X < (small) --> false
6931     else
6932       Result = ConstantInt::getTrue();           // X < (large) --> true
6933   } else {
6934     // We're performing an unsigned comparison.
6935     if (isSignedExt) {
6936       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
6937       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
6938       Constant *NegOne = ConstantInt::getAllOnesValue(SrcTy);
6939       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHSCIOp,
6940                                    NegOne, ICI.getName()), ICI);
6941     } else {
6942       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
6943       Result = ConstantInt::getTrue();
6944     }
6945   }
6946
6947   // Finally, return the value computed.
6948   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
6949       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
6950     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
6951
6952   assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
6953           ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
6954          "ICmp should be folded!");
6955   if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
6956     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
6957   return BinaryOperator::CreateNot(Result);
6958 }
6959
6960 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
6961   return commonShiftTransforms(I);
6962 }
6963
6964 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
6965   return commonShiftTransforms(I);
6966 }
6967
6968 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
6969   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
6970     return R;
6971   
6972   Value *Op0 = I.getOperand(0);
6973   
6974   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
6975   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
6976     if (CSI->isAllOnesValue())
6977       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
6978   
6979   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
6980   if (!isa<VectorType>(I.getType()) &&
6981       MaskedValueIsZero(Op0,
6982                       APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits())))
6983     return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, I.getOperand(1));
6984   
6985   return 0;
6986 }
6987
6988 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
6989   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
6990   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
6991
6992   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
6993   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
6994   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
6995       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
6996     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6997   
6998   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
6999     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
7000       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7001     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
7002       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
7003   }
7004   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
7005     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
7006       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
7007     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
7008       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
7009   }
7010
7011   // Try to fold constant and into select arguments.
7012   if (isa<Constant>(Op0))
7013     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
7014       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7015         return R;
7016
7017   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
7018     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
7019       return Res;
7020   return 0;
7021 }
7022
7023 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
7024                                                BinaryOperator &I) {
7025   bool isLeftShift    = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
7026
7027   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
7028   // purpose is to compute bits we don't care about.
7029   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7030   APInt KnownZero(TypeBits, 0), KnownOne(TypeBits, 0);
7031   if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(TypeBits),
7032                            KnownZero, KnownOne))
7033     return &I;
7034   
7035   // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
7036   // of a signed value.
7037   //
7038   if (Op1->uge(TypeBits)) {
7039     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
7040       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
7041     else {
7042       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
7043       return &I;
7044     }
7045   }
7046   
7047   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
7048   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
7049     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
7050       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
7051         return BinaryOperator::CreateMul(BO->getOperand(0),
7052                                          ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
7053   
7054   // Try to fold constant and into select arguments.
7055   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
7056     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7057       return R;
7058   if (isa<PHINode>(Op0))
7059     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
7060       return NV;
7061   
7062   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
7063   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
7064     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
7065     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
7066     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
7067     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
7068     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
7069     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
7070     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
7071         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
7072       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
7073       Constant *ShAmt = ConstantExpr::getZExt(Op1, TrOp->getType());
7074       Instruction *NSh = BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,
7075                                                 I.getName());
7076       InsertNewInstBefore(NSh, I); // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
7077
7078       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
7079       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
7080       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
7081       // other xforms later if dead.
7082       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7083       unsigned DstSize = TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7084       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
7085       
7086       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
7087       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
7088       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
7089       // mask as appropriate.
7090       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
7091         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
7092       else {
7093         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
7094         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
7095       }
7096
7097       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(NSh, ConstantInt::get(MaskV),
7098                                                    TI->getName());
7099       InsertNewInstBefore(And, I); // shift1 & 0x00FF
7100
7101       // Return the value truncated to the interesting size.
7102       return new TruncInst(And, I.getType());
7103     }
7104   }
7105   
7106   if (Op0->hasOneUse()) {
7107     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
7108       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7109       Value *V1, *V2;
7110       ConstantInt *CC;
7111       switch (Op0BO->getOpcode()) {
7112         default: break;
7113         case Instruction::Add:
7114         case Instruction::And:
7115         case Instruction::Or:
7116         case Instruction::Xor: {
7117           // These operators commute.
7118           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7119           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
7120               match(Op0BO->getOperand(1), m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)))){
7121             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7122                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
7123                                             Op0BO->getName());
7124             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7125             Instruction *X = 
7126               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
7127                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
7128             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7129             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7130             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(
7131                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7132           }
7133           
7134           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
7135           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
7136           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
7137               match(Op0BOOp1, 
7138                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)),
7139                           m_ConstantInt(CC))) &&
7140               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7141             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7142                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
7143                                                      Op0BO->getName());
7144             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7145             Instruction *XM =
7146               BinaryOperator::CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
7147                                         V1->getName()+".mask");
7148             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7149             
7150             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
7151           }
7152         }
7153           
7154         // FALL THROUGH.
7155         case Instruction::Sub: {
7156           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7157           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7158               match(Op0BO->getOperand(0), m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)))){
7159             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7160                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7161                                                      Op0BO->getName());
7162             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7163             Instruction *X =
7164               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
7165                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
7166             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7167             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7168             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(
7169                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7170           }
7171           
7172           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
7173           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7174               match(Op0BO->getOperand(0),
7175                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
7176                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
7177               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
7178                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7179             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7180                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7181                                                      Op0BO->getName());
7182             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7183             Instruction *XM =
7184               BinaryOperator::CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
7185                                         V1->getName()+".mask");
7186             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7187             
7188             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
7189           }
7190           
7191           break;
7192         }
7193       }
7194       
7195       
7196       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
7197       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
7198       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
7199         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
7200         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
7201         
7202         switch (Op0BO->getOpcode()) {
7203           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
7204           case Instruction::Add:
7205             isValid = isLeftShift;
7206             break;
7207           case Instruction::Or:
7208           case Instruction::Xor:
7209             highBitSet = false;
7210             break;
7211           case Instruction::And:
7212             highBitSet = true;
7213             break;
7214         }
7215         
7216         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
7217         // by the logical operation, do not perform the transformation.
7218         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
7219         // the constant which would cause it to be modified for this
7220         // operation.
7221         //
7222         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
7223           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
7224         
7225         if (isValid) {
7226           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
7227           
7228           Instruction *NewShift =
7229             BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
7230           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
7231           NewShift->takeName(Op0BO);
7232           
7233           return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
7234                                         NewRHS);
7235         }
7236       }
7237     }
7238   }
7239   
7240   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
7241   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
7242   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
7243     ShiftOp = 0;
7244   
7245   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
7246     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
7247     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
7248     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7249     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
7250     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
7251     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
7252     
7253     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
7254     if (AmtSum > TypeBits)
7255       AmtSum = TypeBits;
7256     
7257     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
7258     
7259     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
7260     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
7261       return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), X,
7262                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7263     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
7264                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
7265       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
7266       return BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7267     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
7268                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7269       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
7270       Instruction *Shift =
7271         BinaryOperator::CreateAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7272       InsertNewInstBefore(Shift, I);
7273
7274       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7275       return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7276     }
7277     
7278     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
7279     // right.  See if the amounts are equal.
7280     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
7281       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
7282       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7283         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7284         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
7285       }
7286       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
7287       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7288         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7289         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
7290       }
7291       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
7292       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
7293       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
7294       // generators.
7295       const Type *SExtType = 0;
7296       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
7297       case 1  :
7298       case 8  :
7299       case 16 :
7300       case 32 :
7301       case 64 :
7302       case 128:
7303         SExtType = IntegerType::get(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
7304         break;
7305       default: break;
7306       }
7307       if (SExtType) {
7308         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
7309         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
7310         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
7311       }
7312       // Otherwise, we can't handle it yet.
7313     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
7314       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
7315       
7316       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
7317       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7318         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7319                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7320         Instruction *Shift =
7321           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7322         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7323         
7324         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7325         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7326       }
7327       
7328       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
7329       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7330         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7331         Instruction *Shift =
7332           BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7333         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7334         
7335         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7336         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7337       }
7338       
7339       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
7340     } else {
7341       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
7342       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
7343
7344       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
7345       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7346         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7347                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7348         Instruction *Shift =
7349           BinaryOperator::Create(ShiftOp->getOpcode(), X,
7350                                  ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7351         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7352         
7353         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7354         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7355       }
7356       
7357       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
7358       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7359         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7360         Instruction *Shift =
7361           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7362         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7363         
7364         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7365         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7366       }
7367       
7368       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
7369     }
7370   }
7371   return 0;
7372 }
7373
7374
7375 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
7376 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
7377 /// X*Scale+Offset.
7378 ///
7379 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
7380                                         int &Offset) {
7381   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
7382   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
7383     Offset = CI->getZExtValue();
7384     Scale  = 0;
7385     return ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
7386   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
7387     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7388       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
7389         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
7390         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
7391         Offset = 0;
7392         return I->getOperand(0);
7393       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
7394         // This value is scaled by 'RHS'.
7395         Scale = RHS->getZExtValue();
7396         Offset = 0;
7397         return I->getOperand(0);
7398       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
7399         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
7400         // where C1 is divisible by C2.
7401         unsigned SubScale;
7402         Value *SubVal = 
7403           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
7404         Offset += RHS->getZExtValue();
7405         Scale = SubScale;
7406         return SubVal;
7407       }
7408     }
7409   }
7410
7411   // Otherwise, we can't look past this.
7412   Scale = 1;
7413   Offset = 0;
7414   return Val;
7415 }
7416
7417
7418 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
7419 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
7420 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
7421                                                    AllocationInst &AI) {
7422   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
7423   
7424   // Remove any uses of AI that are dead.
7425   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
7426   
7427   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
7428     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
7429     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
7430       while (UI != E && *UI == User)
7431         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
7432       
7433       ++NumDeadInst;
7434       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
7435       EraseInstFromFunction(*User);
7436     }
7437   }
7438   
7439   // Get the type really allocated and the type casted to.
7440   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
7441   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
7442   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
7443
7444   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
7445   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
7446   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
7447
7448   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
7449   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
7450   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
7451   if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
7452
7453   uint64_t AllocElTySize = TD->getABITypeSize(AllocElTy);
7454   uint64_t CastElTySize = TD->getABITypeSize(CastElTy);
7455   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
7456
7457   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
7458   // size argument.
7459   unsigned ArraySizeScale;
7460   int ArrayOffset;
7461   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
7462     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
7463  
7464   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
7465   // do the xform.
7466   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
7467       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
7468
7469   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
7470   Value *Amt = 0;
7471   if (Scale == 1) {
7472     Amt = NumElements;
7473   } else {
7474     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
7475     Amt = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Scale);
7476     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
7477       Amt = Multiply(cast<ConstantInt>(NumElements), cast<ConstantInt>(Amt));
7478     // otherwise multiply the amount and the number of elements
7479     else if (Scale != 1) {
7480       Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateMul(Amt, NumElements, "tmp");
7481       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7482     }
7483   }
7484   
7485   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
7486     Value *Off = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Offset, true);
7487     Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateAdd(Amt, Off, "tmp");
7488     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7489   }
7490   
7491   AllocationInst *New;
7492   if (isa<MallocInst>(AI))
7493     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7494   else
7495     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7496   InsertNewInstBefore(New, AI);
7497   New->takeName(&AI);
7498   
7499   // If the allocation has multiple uses, insert a cast and change all things
7500   // that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it will
7501   // die soon.
7502   if (!AI.hasOneUse()) {
7503     AddUsesToWorkList(AI);
7504     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
7505     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
7506     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
7507     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
7508     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
7509   }
7510   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
7511 }
7512
7513 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
7514 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
7515 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
7516 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
7517 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
7518 ///
7519 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
7520 /// extension operation if Ty is larger.
7521 ///
7522 /// If CastOpc is a truncation, then Ty will be a type smaller than V.  We
7523 /// should return true if trunc(V) can be computed by computing V in the smaller
7524 /// type.  If V is an instruction, then trunc(inst(x,y)) can be computed as
7525 /// inst(trunc(x),trunc(y)), which only makes sense if x and y can be
7526 /// efficiently truncated.
7527 ///
7528 /// If CastOpc is a sext or zext, we are asking if the low bits of the value can
7529 /// bit computed in a larger type, which is then and'd or sext_in_reg'd to get
7530 /// the final result.
7531 bool InstCombiner::CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
7532                                               unsigned CastOpc,
7533                                               int &NumCastsRemoved) {
7534   // We can always evaluate constants in another type.
7535   if (isa<ConstantInt>(V))
7536     return true;
7537   
7538   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
7539   if (!I) return false;
7540   
7541   const IntegerType *OrigTy = cast<IntegerType>(V->getType());
7542   
7543   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
7544   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
7545     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
7546     // it, and this will remove a cast overall.
7547     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
7548       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
7549       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
7550       // casts first.
7551       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)) && I->hasOneUse())
7552         ++NumCastsRemoved;
7553       return true;
7554     }
7555   }
7556
7557   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
7558   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
7559   if (!I->hasOneUse()) return false;
7560
7561   switch (I->getOpcode()) {
7562   case Instruction::Add:
7563   case Instruction::Sub:
7564   case Instruction::Mul:
7565   case Instruction::And:
7566   case Instruction::Or:
7567   case Instruction::Xor:
7568     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
7569     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7570                                       NumCastsRemoved) &&
7571            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7572                                       NumCastsRemoved);
7573
7574   case Instruction::Shl:
7575     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
7576     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
7577     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7578       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
7579       if (BitWidth < OrigTy->getBitWidth() && 
7580           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
7581         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7582                                           NumCastsRemoved);
7583     }
7584     break;
7585   case Instruction::LShr:
7586     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
7587     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
7588     // already zeros.
7589     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7590       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getBitWidth();
7591       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
7592       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
7593           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
7594             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
7595           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
7596         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7597                                           NumCastsRemoved);
7598       }
7599     }
7600     break;
7601   case Instruction::ZExt:
7602   case Instruction::SExt:
7603   case Instruction::Trunc:
7604     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
7605     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
7606     // of casts in the input.
7607     if (I->getOpcode() == CastOpc)
7608       return true;
7609     break;
7610   case Instruction::Select: {
7611     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
7612     return CanEvaluateInDifferentType(SI->getTrueValue(), Ty, CastOpc,
7613                                       NumCastsRemoved) &&
7614            CanEvaluateInDifferentType(SI->getFalseValue(), Ty, CastOpc,
7615                                       NumCastsRemoved);
7616   }
7617   case Instruction::PHI: {
7618     // We can change a phi if we can change all operands.
7619     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
7620     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
7621       if (!CanEvaluateInDifferentType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CastOpc,
7622                                       NumCastsRemoved))
7623         return false;
7624     return true;
7625   }
7626   default:
7627     // TODO: Can handle more cases here.
7628     break;
7629   }
7630   
7631   return false;
7632 }
7633
7634 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
7635 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
7636 /// evaluate the expression.
7637 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
7638                                              bool isSigned) {
7639   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
7640     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
7641
7642   // Otherwise, it must be an instruction.
7643   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
7644   Instruction *Res = 0;
7645   switch (I->getOpcode()) {
7646   case Instruction::Add:
7647   case Instruction::Sub:
7648   case Instruction::Mul:
7649   case Instruction::And:
7650   case Instruction::Or:
7651   case Instruction::Xor:
7652   case Instruction::AShr:
7653   case Instruction::LShr:
7654   case Instruction::Shl: {
7655     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
7656     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
7657     Res = BinaryOperator::Create((Instruction::BinaryOps)I->getOpcode(),
7658                                  LHS, RHS);
7659     break;
7660   }    
7661   case Instruction::Trunc:
7662   case Instruction::ZExt:
7663   case Instruction::SExt:
7664     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
7665     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
7666     // new.
7667     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
7668       return I->getOperand(0);
7669     
7670     // Otherwise, must be the same type of cast, so just reinsert a new one.
7671     Res = CastInst::Create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
7672                            Ty);
7673     break;
7674   case Instruction::Select: {
7675     Value *True = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
7676     Value *False = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(2), Ty, isSigned);
7677     Res = SelectInst::Create(I->getOperand(0), True, False);
7678     break;
7679   }
7680   case Instruction::PHI: {
7681     PHINode *OPN = cast<PHINode>(I);
7682     PHINode *NPN = PHINode::Create(Ty);
7683     for (unsigned i = 0, e = OPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
7684       Value *V =EvaluateInDifferentType(OPN->getIncomingValue(i), Ty, isSigned);
7685       NPN->addIncoming(V, OPN->getIncomingBlock(i));
7686     }
7687     Res = NPN;
7688     break;
7689   }
7690   default: 
7691     // TODO: Can handle more cases here.
7692     assert(0 && "Unreachable!");
7693     break;
7694   }
7695   
7696   Res->takeName(I);
7697   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
7698 }
7699
7700 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
7701 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
7702   Value *Src = CI.getOperand(0);
7703
7704   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
7705   // eliminate it now.
7706   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
7707     if (Instruction::CastOps opc = 
7708         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
7709       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
7710       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
7711       return CastInst::Create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
7712     }
7713   }
7714
7715   // If we are casting a select then fold the cast into the select
7716   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
7717     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
7718       return NV;
7719
7720   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
7721   if (isa<PHINode>(Src))
7722     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
7723       return NV;
7724   
7725   return 0;
7726 }
7727
7728 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
7729 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
7730   Value *Src = CI.getOperand(0);
7731   
7732   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
7733     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
7734     // this into a cast of the original pointer!
7735     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
7736       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
7737       // here because the pointer operand is being replaced with another 
7738       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
7739       AddToWorkList(GEP);
7740       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
7741       return &CI;
7742     }
7743     
7744     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
7745     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
7746     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
7747     // non-type-safe code.
7748     if (GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
7749       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
7750         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
7751         ConstantInt *OffsetV = cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
7752         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
7753         
7754         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
7755         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
7756         const Type *GEPIdxTy =
7757           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
7758         if (GEPIdxTy->isSized()) {
7759           SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
7760           
7761           // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
7762           // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
7763           // is something like [0 x {int, int}]
7764           const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
7765           int64_t FirstIdx = 0;
7766           if (int64_t TySize = TD->getABITypeSize(GEPIdxTy)) {
7767             FirstIdx = Offset/TySize;
7768             Offset %= TySize;
7769           
7770             // Handle silly modulus not returning values values [0..TySize).
7771             if (Offset < 0) {
7772               --FirstIdx;
7773               Offset += TySize;
7774               assert(Offset >= 0);
7775             }
7776             assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize &&"Out of range offset");
7777           }
7778           
7779           NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
7780
7781           // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
7782           while (Offset) {
7783             if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(GEPIdxTy)) {
7784               const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
7785               if (Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes()) {
7786                 unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
7787                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt));
7788               
7789                 Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
7790                 GEPIdxTy = STy->getElementType(Elt);
7791               } else {
7792                 // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7793                 Offset = 0;
7794                 OrigBase = 0;
7795               }
7796             } else if (isa<ArrayType>(GEPIdxTy) || isa<VectorType>(GEPIdxTy)) {
7797               const SequentialType *STy = cast<SequentialType>(GEPIdxTy);
7798               if (uint64_t EltSize = TD->getABITypeSize(STy->getElementType())){
7799                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
7800                 Offset %= EltSize;
7801               } else {
7802                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, 0));
7803               }
7804               GEPIdxTy = STy->getElementType();
7805             } else {
7806               // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7807               Offset = 0;
7808               OrigBase = 0;
7809             }
7810           }
7811           if (OrigBase) {
7812             // If we were able to index down into an element, create the GEP
7813             // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
7814             // two.
7815             Instruction *NGEP = GetElementPtrInst::Create(OrigBase, 
7816                                                           NewIndices.begin(),
7817                                                           NewIndices.end(), "");
7818             InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
7819             NGEP->takeName(GEP);
7820             
7821             if (isa<BitCastInst>(CI))
7822               return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
7823             assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
7824             return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
7825           }
7826         }
7827       }      
7828     }
7829   }
7830     
7831   return commonCastTransforms(CI);
7832 }
7833
7834
7835
7836 /// Only the TRUNC, ZEXT, SEXT, and BITCAST can both operand and result as
7837 /// integer types. This function implements the common transforms for all those
7838 /// cases.
7839 /// @brief Implement the transforms common to CastInst with integer operands
7840 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
7841   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
7842     return Result;
7843
7844   Value *Src = CI.getOperand(0);
7845   const Type *SrcTy = Src->getType();
7846   const Type *DestTy = CI.getType();
7847   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
7848   uint32_t DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
7849
7850   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
7851   // purpose is to compute bits we don't care about.
7852   APInt KnownZero(DestBitSize, 0), KnownOne(DestBitSize, 0);
7853   if (SimplifyDemandedBits(&CI, APInt::getAllOnesValue(DestBitSize),
7854                            KnownZero, KnownOne))
7855     return &CI;
7856
7857   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
7858   // can't do anything more. 
7859   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
7860   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
7861     return 0;
7862
7863   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
7864   int NumCastsRemoved = 0;
7865   if (!isa<BitCastInst>(CI) &&
7866       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, cast<IntegerType>(DestTy),
7867                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
7868     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
7869     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
7870     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
7871     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
7872     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
7873     // require that two casts have been eliminated.
7874     bool DoXForm;
7875     switch (CI.getOpcode()) {
7876     default:
7877       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
7878       // get here because of the check above.
7879       assert(0 && "Unknown cast type");
7880     case Instruction::Trunc:
7881       DoXForm = true;
7882       break;
7883     case Instruction::ZExt:
7884       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
7885       break;
7886     case Instruction::SExt:
7887       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
7888       break;
7889     }
7890     
7891     if (DoXForm) {
7892       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
7893                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
7894       assert(Res->getType() == DestTy);
7895       switch (CI.getOpcode()) {
7896       default: assert(0 && "Unknown cast type!");
7897       case Instruction::Trunc:
7898       case Instruction::BitCast:
7899         // Just replace this cast with the result.
7900         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
7901       case Instruction::ZExt: {
7902         // We need to emit an AND to clear the high bits.
7903         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
7904         Constant *C = ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
7905                                                             SrcBitSize));
7906         return BinaryOperator::CreateAnd(Res, C);
7907       }
7908       case Instruction::SExt:
7909         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
7910         return CastInst::Create(Instruction::SExt,
7911             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
7912                              CI), DestTy);
7913       }
7914     }
7915   }
7916   
7917   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
7918   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
7919
7920   switch (SrcI->getOpcode()) {
7921   case Instruction::Add:
7922   case Instruction::Mul:
7923   case Instruction::And:
7924   case Instruction::Or:
7925   case Instruction::Xor:
7926     // If we are discarding information, rewrite.
7927     if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
7928       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7929       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7930       // only be converting signedness, which is a noop.
7931       if (DestBitSize == SrcBitSize || 
7932           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy,TD) ||
7933           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7934         Instruction::CastOps opcode = CI.getOpcode();
7935         Value *Op0c = InsertCastBefore(opcode, Op0, DestTy, *SrcI);
7936         Value *Op1c = InsertCastBefore(opcode, Op1, DestTy, *SrcI);
7937         return BinaryOperator::Create(
7938             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7939       }
7940     }
7941
7942     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
7943     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
7944         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
7945         Op1 == ConstantInt::getTrue() &&
7946         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
7947       Value *New = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, CI);
7948       return BinaryOperator::CreateXor(New, ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
7949     }
7950     break;
7951   case Instruction::SDiv:
7952   case Instruction::UDiv:
7953   case Instruction::SRem:
7954   case Instruction::URem:
7955     // If we are just changing the sign, rewrite.
7956     if (DestBitSize == SrcBitSize) {
7957       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7958       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7959       // only be converting signedness, which is a noop.
7960       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) || 
7961           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7962         Value *Op0c = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, 
7963                                        Op0, DestTy, *SrcI);
7964         Value *Op1c = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, 
7965                                        Op1, DestTy, *SrcI);
7966         return BinaryOperator::Create(
7967           cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7968       }
7969     }
7970     break;
7971
7972   case Instruction::Shl:
7973     // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow 
7974     // changing the size of the shift, UNLESS the shift amount is a 
7975     // constant.  We must not change variable sized shifts to a smaller 
7976     // size, because it is undefined to shift more bits out than exist 
7977     // in the value.
7978     if (DestBitSize == SrcBitSize ||
7979         (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
7980       Instruction::CastOps opcode = (DestBitSize == SrcBitSize ?
7981           Instruction::BitCast : Instruction::Trunc);
7982       Value *Op0c = InsertCastBefore(opcode, Op0, DestTy, *SrcI);
7983       Value *Op1c = InsertCastBefore(opcode, Op1, DestTy, *SrcI);
7984       return BinaryOperator::CreateShl(Op0c, Op1c);
7985     }
7986     break;
7987   case Instruction::AShr:
7988     // If this is a signed shr, and if all bits shifted in are about to be
7989     // truncated off, turn it into an unsigned shr to allow greater
7990     // simplifications.
7991     if (DestBitSize < SrcBitSize &&
7992         isa<ConstantInt>(Op1)) {
7993       uint32_t ShiftAmt = cast<ConstantInt>(Op1)->getLimitedValue(SrcBitSize);
7994       if (SrcBitSize > ShiftAmt && SrcBitSize-ShiftAmt >= DestBitSize) {
7995         // Insert the new logical shift right.
7996         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, Op1);
7997       }
7998     }
7999     break;
8000   }
8001   return 0;
8002 }
8003
8004 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
8005   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8006     return Result;
8007   
8008   Value *Src = CI.getOperand(0);
8009   const Type *Ty = CI.getType();
8010   uint32_t DestBitWidth = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
8011   uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
8012   
8013   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src)) {
8014     switch (SrcI->getOpcode()) {
8015     default: break;
8016     case Instruction::LShr:
8017       // We can shrink lshr to something smaller if we know the bits shifted in
8018       // are already zeros.
8019       if (ConstantInt *ShAmtV = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1))) {
8020         uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
8021         
8022         // Get a mask for the bits shifting in.
8023         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
8024         Value* SrcIOp0 = SrcI->getOperand(0);
8025         if (SrcI->hasOneUse() && MaskedValueIsZero(SrcIOp0, Mask)) {
8026           if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
8027             return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
8028
8029           // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
8030           // shift.
8031           Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcIOp0, Ty, CI);
8032           Value *V2 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcI->getOperand(1),
8033                                        Ty, CI);
8034           return BinaryOperator::CreateLShr(V1, V2);
8035         }
8036       } else {     // This is a variable shr.
8037         
8038         // Turn 'trunc (lshr X, Y) to bool' into '(X & (1 << Y)) != 0'.  This is
8039         // more LLVM instructions, but allows '1 << Y' to be hoisted if
8040         // loop-invariant and CSE'd.
8041         if (CI.getType() == Type::Int1Ty && SrcI->hasOneUse()) {
8042           Value *One = ConstantInt::get(SrcI->getType(), 1);
8043
8044           Value *V = InsertNewInstBefore(
8045               BinaryOperator::CreateShl(One, SrcI->getOperand(1),
8046                                      "tmp"), CI);
8047           V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(V,
8048                                                             SrcI->getOperand(0),
8049                                                             "tmp"), CI);
8050           Value *Zero = Constant::getNullValue(V->getType());
8051           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, Zero);
8052         }
8053       }
8054       break;
8055     }
8056   }
8057   
8058   return 0;
8059 }
8060
8061 /// transformZExtICmp - Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations
8062 /// in order to eliminate the icmp.
8063 Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
8064                                              bool DoXform) {
8065   // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8066   // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8067   // cast to integer to avoid the comparison.
8068   if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
8069     const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
8070       
8071     // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
8072     // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
8073     if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8074         (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())) {
8075       if (!DoXform) return ICI;
8076
8077       Value *In = ICI->getOperand(0);
8078       Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
8079                                    In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
8080       In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In, Sh,
8081                                                         In->getName()+".lobit"),
8082                                CI);
8083       if (In->getType() != CI.getType())
8084         In = CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(),
8085                                          false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
8086
8087       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
8088         Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8089         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(In, One,
8090                                                          In->getName()+".not"),
8091                                  CI);
8092       }
8093
8094       return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8095     }
8096       
8097       
8098       
8099     // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8100     // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8101     // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8102     // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8103     // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8104     // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8105     // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8106     // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8107     if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
8108         // This only works for EQ and NE
8109         ICI->isEquality()) {
8110       // If Op1C some other power of two, convert:
8111       uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
8112       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
8113       APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
8114       ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
8115         
8116       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
8117       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
8118         if (!DoXform) return ICI;
8119
8120         bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8121         if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
8122           // (X&4) == 2 --> false
8123           // (X&4) != 2 --> true
8124           Constant *Res = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, isNE);
8125           Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
8126           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8127         }
8128           
8129         uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
8130         Value *In = ICI->getOperand(0);
8131         if (ShiftAmt) {
8132           // Perform a logical shr by shiftamt.
8133           // Insert the shift to put the result in the low bit.
8134           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In,
8135                                   ConstantInt::get(In->getType(), ShiftAmt),
8136                                                    In->getName()+".lobit"), CI);
8137         }
8138           
8139         if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
8140           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8141           In = BinaryOperator::CreateXor(In, One, "tmp");
8142           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
8143         }
8144           
8145         if (CI.getType() == In->getType())
8146           return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8147         else
8148           return CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8149       }
8150     }
8151   }
8152
8153   return 0;
8154 }
8155
8156 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
8157   // If one of the common conversion will work ..
8158   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8159     return Result;
8160
8161   Value *Src = CI.getOperand(0);
8162
8163   // If this is a cast of a cast
8164   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8165     // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
8166     // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
8167     // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
8168     if (isa<TruncInst>(CSrc)) {
8169       // Get the sizes of the types involved
8170       Value *A = CSrc->getOperand(0);
8171       uint32_t SrcSize = A->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8172       uint32_t MidSize = CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8173       uint32_t DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8174       // If we're actually extending zero bits and the trunc is a no-op
8175       if (MidSize < DstSize && SrcSize == DstSize) {
8176         // Replace both of the casts with an And of the type mask.
8177         APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8178         Constant *AndConst = ConstantInt::get(AndValue);
8179         Instruction *And = 
8180           BinaryOperator::CreateAnd(CSrc->getOperand(0), AndConst);
8181         // Unfortunately, if the type changed, we need to cast it back.
8182         if (And->getType() != CI.getType()) {
8183           And->setName(CSrc->getName()+".mask");
8184           InsertNewInstBefore(And, CI);
8185           And = CastInst::CreateIntegerCast(And, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8186         }
8187         return And;
8188       }
8189     }
8190   }
8191
8192   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src))
8193     return transformZExtICmp(ICI, CI);
8194
8195   BinaryOperator *SrcI = dyn_cast<BinaryOperator>(Src);
8196   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Or) {
8197     // zext (or icmp, icmp) --> or (zext icmp), (zext icmp) if at least one
8198     // of the (zext icmp) will be transformed.
8199     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(0));
8200     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(1));
8201     if (LHS && RHS && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
8202         (transformZExtICmp(LHS, CI, false) ||
8203          transformZExtICmp(RHS, CI, false))) {
8204       Value *LCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, LHS, CI.getType(), CI);
8205       Value *RCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, RHS, CI.getType(), CI);
8206       return BinaryOperator::Create(Instruction::Or, LCast, RCast);
8207     }
8208   }
8209
8210   return 0;
8211 }
8212
8213 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
8214   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
8215     return I;
8216   
8217   Value *Src = CI.getOperand(0);
8218   
8219   // Canonicalize sign-extend from i1 to a select.
8220   if (Src->getType() == Type::Int1Ty)
8221     return SelectInst::Create(Src,
8222                               ConstantInt::getAllOnesValue(CI.getType()),
8223                               Constant::getNullValue(CI.getType()));
8224
8225   // See if the value being truncated is already sign extended.  If so, just
8226   // eliminate the trunc/sext pair.
8227   if (getOpcode(Src) == Instruction::Trunc) {
8228     Value *Op = cast<User>(Src)->getOperand(0);
8229     unsigned OpBits   = cast<IntegerType>(Op->getType())->getBitWidth();
8230     unsigned MidBits  = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
8231     unsigned DestBits = cast<IntegerType>(CI.getType())->getBitWidth();
8232     unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op);
8233
8234     if (OpBits == DestBits) {
8235       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 24 sign
8236       // bits, it is already ready.
8237       if (NumSignBits > DestBits-MidBits)
8238         return ReplaceInstUsesWith(CI, Op);
8239     } else if (OpBits < DestBits) {
8240       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i64.  If Op has more than 24 sign
8241       // bits, just sext from i32.
8242       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8243         return new SExtInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8244     } else {
8245       // Op is i64, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 56 sign
8246       // bits, just truncate to i32.
8247       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8248         return new TruncInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8249     }
8250   }
8251
8252   // If the input is a shl/ashr pair of a same constant, then this is a sign
8253   // extension from a smaller value.  If we could trust arbitrary bitwidth
8254   // integers, we could turn this into a truncate to the smaller bit and then
8255   // use a sext for the whole extension.  Since we don't, look deeper and check
8256   // for a truncate.  If the source and dest are the same type, eliminate the
8257   // trunc and extend and just do shifts.  For example, turn:
8258   //   %a = trunc i32 %i to i8
8259   //   %b = shl i8 %a, 6
8260   //   %c = ashr i8 %b, 6
8261   //   %d = sext i8 %c to i32
8262   // into:
8263   //   %a = shl i32 %i, 30
8264   //   %d = ashr i32 %a, 30
8265   Value *A = 0;
8266   ConstantInt *BA = 0, *CA = 0;
8267   if (match(Src, m_AShr(m_Shl(m_Value(A), m_ConstantInt(BA)),
8268                         m_ConstantInt(CA))) &&
8269       BA == CA && isa<TruncInst>(A)) {
8270     Value *I = cast<TruncInst>(A)->getOperand(0);
8271     if (I->getType() == CI.getType()) {
8272       unsigned MidSize = Src->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8273       unsigned SrcDstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8274       unsigned ShAmt = CA->getZExtValue()+SrcDstSize-MidSize;
8275       Constant *ShAmtV = ConstantInt::get(CI.getType(), ShAmt);
8276       I = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateShl(I, ShAmtV,
8277                                                         CI.getName()), CI);
8278       return BinaryOperator::CreateAShr(I, ShAmtV);
8279     }
8280   }
8281   
8282   return 0;
8283 }
8284
8285 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
8286 /// in the specified FP type without changing its value.
8287 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem) {
8288   bool losesInfo;
8289   APFloat F = CFP->getValueAPF();
8290   (void)F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &losesInfo);
8291   if (!losesInfo)
8292     return ConstantFP::get(F);
8293   return 0;
8294 }
8295
8296 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
8297 /// through it until we get the source value.
8298 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V) {
8299   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
8300     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
8301       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0));
8302   
8303   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
8304   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
8305   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
8306   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
8307     if (CFP->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
8308       return V;  // No constant folding of this.
8309     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
8310     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle))
8311       return V;
8312     if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
8313       return V;  // Won't shrink.
8314     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble))
8315       return V;
8316     // Don't try to shrink to various long double types.
8317   }
8318   
8319   return V;
8320 }
8321
8322 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
8323   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8324     return I;
8325   
8326   // If we have fptrunc(add (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
8327   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
8328   // the add as the smaller type.  This applies to add/sub/mul/div as well as
8329   // many builtins (sqrt, etc).
8330   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
8331   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
8332     switch (OpI->getOpcode()) {
8333     default: break;
8334     case Instruction::Add:
8335     case Instruction::Sub:
8336     case Instruction::Mul:
8337     case Instruction::FDiv:
8338     case Instruction::FRem:
8339       const Type *SrcTy = OpI->getType();
8340       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0));
8341       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1));
8342       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
8343           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
8344         unsigned DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8345         // If the source types were both smaller than the destination type of
8346         // the cast, do this xform.
8347         if (LHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize &&
8348             RHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize) {
8349           LHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, LHSTrunc,
8350                                       CI.getType(), CI);
8351           RHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, RHSTrunc,
8352                                       CI.getType(), CI);
8353           return BinaryOperator::Create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
8354         }
8355       }
8356       break;  
8357     }
8358   }
8359   return 0;
8360 }
8361
8362 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
8363   return commonCastTransforms(CI);
8364 }
8365
8366 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(FPToUIInst &FI) {
8367   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8368   if (OpI == 0)
8369     return commonCastTransforms(FI);
8370
8371   // fptoui(uitofp(X)) --> X
8372   // fptoui(sitofp(X)) --> X
8373   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8374   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8375   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8376   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8377   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8378       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8379       (int)FI.getType()->getPrimitiveSizeInBits() < /*extra bit for sign */
8380                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8381     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8382
8383   return commonCastTransforms(FI);
8384 }
8385
8386 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(FPToSIInst &FI) {
8387   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8388   if (OpI == 0)
8389     return commonCastTransforms(FI);
8390   
8391   // fptosi(sitofp(X)) --> X
8392   // fptosi(uitofp(X)) --> X
8393   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8394   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8395   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8396   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8397   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8398       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8399       (int)FI.getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 
8400                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8401     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8402   
8403   return commonCastTransforms(FI);
8404 }
8405
8406 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
8407   return commonCastTransforms(CI);
8408 }
8409
8410 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
8411   return commonCastTransforms(CI);
8412 }
8413
8414 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(CastInst &CI) {
8415   return commonPointerCastTransforms(CI);
8416 }
8417
8418 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
8419   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8420     return I;
8421   
8422   const Type *DestPointee = cast<PointerType>(CI.getType())->getElementType();
8423   if (!DestPointee->isSized()) return 0;
8424
8425   // If this is inttoptr(add (ptrtoint x), cst), try to turn this into a GEP.
8426   ConstantInt *Cst;
8427   Value *X;
8428   if (match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Cast<PtrToIntInst>(m_Value(X)),
8429                                     m_ConstantInt(Cst)))) {
8430     // If the source and destination operands have the same type, see if this
8431     // is a single-index GEP.
8432     if (X->getType() == CI.getType()) {
8433       // Get the size of the pointee type.
8434       uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
8435
8436       // Convert the constant to intptr type.
8437       APInt Offset = Cst->getValue();
8438       Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
8439
8440       // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
8441       if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
8442         Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
8443         return GetElementPtrInst::Create(X, ConstantInt::get(Offset));
8444       }
8445     }
8446     // TODO: Could handle other cases, e.g. where add is indexing into field of
8447     // struct etc.
8448   } else if (CI.getOperand(0)->hasOneUse() &&
8449              match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst)))) {
8450     // Otherwise, if this is inttoptr(add x, cst), try to turn this into an
8451     // "inttoptr+GEP" instead of "add+intptr".
8452     
8453     // Get the size of the pointee type.
8454     uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
8455     
8456     // Convert the constant to intptr type.
8457     APInt Offset = Cst->getValue();
8458     Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
8459     
8460     // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
8461     if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
8462       Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
8463       
8464       Instruction *P = InsertNewInstBefore(new IntToPtrInst(X, CI.getType(),
8465                                                             "tmp"), CI);
8466       return GetElementPtrInst::Create(P, ConstantInt::get(Offset), "tmp");
8467     }
8468   }
8469   return 0;
8470 }
8471
8472 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
8473   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
8474   // otherwise just apply the common ones.
8475   Value *Src = CI.getOperand(0);
8476   const Type *SrcTy = Src->getType();
8477   const Type *DestTy = CI.getType();
8478
8479   if (SrcTy->isInteger() && DestTy->isInteger()) {
8480     if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8481       return Result;
8482   } else if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
8483     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
8484       return I;
8485   } else {
8486     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8487       return Result;
8488   }
8489
8490
8491   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
8492   // be replaced by the operand.
8493   if (DestTy == Src->getType())
8494     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
8495
8496   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
8497     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
8498     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
8499     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
8500     
8501     // If the address spaces don't match, don't eliminate the bitcast, which is
8502     // required for changing types.
8503     if (SrcPTy->getAddressSpace() != DstPTy->getAddressSpace())
8504       return 0;
8505     
8506     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
8507     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
8508     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
8509       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
8510         return V;
8511     
8512     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
8513     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
8514     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
8515     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8516     unsigned NumZeros = 0;
8517     while (SrcElTy != DstElTy && 
8518            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
8519            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
8520       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
8521       ++NumZeros;
8522     }
8523
8524     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
8525     if (SrcElTy == DstElTy) {
8526       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
8527       return GetElementPtrInst::Create(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "", 
8528                                        ((Instruction*) NULL));
8529     }
8530   }
8531
8532   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
8533     if (SVI->hasOneUse()) {
8534       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
8535       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
8536       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
8537           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
8538                 SVI->getType()->getNumElements() &&
8539           SVI->getType()->getNumElements() ==
8540             cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements()) {
8541         CastInst *Tmp;
8542         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
8543         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
8544         // us to eliminate at least one cast.
8545         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
8546              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
8547             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
8548              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
8549           Value *LHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
8550                                         SVI->getOperand(0), DestTy, CI);
8551           Value *RHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
8552                                         SVI->getOperand(1), DestTy, CI);
8553           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
8554           // know the vector types match #elts.
8555           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
8556         }
8557       }
8558     }
8559   }
8560   return 0;
8561 }
8562
8563 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
8564 ///   %C = or %A, %B
8565 ///   %D = select %cond, %C, %A
8566 /// into:
8567 ///   %C = select %cond, %B, 0
8568 ///   %D = or %A, %C
8569 ///
8570 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
8571 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
8572 /// equal the other incoming value of the select.
8573 ///
8574 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
8575   switch (I->getOpcode()) {
8576   case Instruction::Add:
8577   case Instruction::Mul:
8578   case Instruction::And:
8579   case Instruction::Or:
8580   case Instruction::Xor:
8581     return 3;              // Can fold through either operand.
8582   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
8583   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
8584   case Instruction::LShr:
8585   case Instruction::AShr:
8586     return 1;
8587   default:
8588     return 0;              // Cannot fold
8589   }
8590 }
8591
8592 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
8593 /// function, return the identity constant that goes into the select.
8594 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
8595   switch (I->getOpcode()) {
8596   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
8597   case Instruction::Add:
8598   case Instruction::Sub:
8599   case Instruction::Or:
8600   case Instruction::Xor:
8601   case Instruction::Shl:
8602   case Instruction::LShr:
8603   case Instruction::AShr:
8604     return Constant::getNullValue(I->getType());
8605   case Instruction::And:
8606     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
8607   case Instruction::Mul:
8608     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
8609   }
8610 }
8611
8612 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
8613 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
8614 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
8615                                           Instruction *FI) {
8616   if (TI->getNumOperands() == 1) {
8617     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
8618     // merge.
8619     if (TI->isCast()) {
8620       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
8621         return 0;
8622     } else {
8623       return 0;  // unknown unary op.
8624     }
8625
8626     // Fold this by inserting a select from the input values.
8627     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
8628                                            FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
8629     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
8630     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
8631                             TI->getType());
8632   }
8633
8634   // Only handle binary operators here.
8635   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
8636     return 0;
8637
8638   // Figure out if the operations have any operands in common.
8639   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
8640   bool MatchIsOpZero;
8641   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
8642     MatchOp  = TI->getOperand(0);
8643     OtherOpT = TI->getOperand(1);
8644     OtherOpF = FI->getOperand(1);
8645     MatchIsOpZero = true;
8646   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
8647     MatchOp  = TI->getOperand(1);
8648     OtherOpT = TI->getOperand(0);
8649     OtherOpF = FI->getOperand(0);
8650     MatchIsOpZero = false;
8651   } else if (!TI->isCommutative()) {
8652     return 0;
8653   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
8654     MatchOp  = TI->getOperand(0);
8655     OtherOpT = TI->getOperand(1);
8656     OtherOpF = FI->getOperand(0);
8657     MatchIsOpZero = true;
8658   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
8659     MatchOp  = TI->getOperand(1);
8660     OtherOpT = TI->getOperand(0);
8661     OtherOpF = FI->getOperand(1);
8662     MatchIsOpZero = true;
8663   } else {
8664     return 0;
8665   }
8666
8667   // If we reach here, they do have operations in common.
8668   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
8669                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
8670   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
8671
8672   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
8673     if (MatchIsOpZero)
8674       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
8675     else
8676       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
8677   }
8678   assert(0 && "Shouldn't get here");
8679   return 0;
8680 }
8681
8682 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
8683 /// ICmpInst as its first operand.
8684 ///
8685 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
8686                                                    ICmpInst *ICI) {
8687   bool Changed = false;
8688   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
8689   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
8690   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
8691   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
8692   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
8693
8694   // Check cases where the comparison is with a constant that
8695   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may edit ICI in
8696   // place here, so make sure the select is the only user.
8697   if (ICI->hasOneUse())
8698     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
8699       switch (Pred) {
8700       default: break;
8701       case ICmpInst::ICMP_ULT:
8702       case ICmpInst::ICMP_SLT: {
8703         // X < MIN ? T : F  -->  F
8704         if (CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
8705           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8706         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
8707         Constant *AdjustedRHS = SubOne(CI);
8708         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
8709             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
8710           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
8711           CmpRHS = AdjustedRHS;
8712           std::swap(FalseVal, TrueVal);
8713           ICI->setPredicate(Pred);
8714           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
8715           SI.setOperand(1, TrueVal);
8716           SI.setOperand(2, FalseVal);
8717           Changed = true;
8718         }
8719         break;
8720       }
8721       case ICmpInst::ICMP_UGT:
8722       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
8723         // X > MAX ? T : F  -->  F
8724         if (CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
8725           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8726         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
8727         Constant *AdjustedRHS = AddOne(CI);
8728         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
8729             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
8730           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
8731           CmpRHS = AdjustedRHS;
8732           std::swap(FalseVal, TrueVal);
8733           ICI->setPredicate(Pred);
8734           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
8735           SI.setOperand(1, TrueVal);
8736           SI.setOperand(2, FalseVal);
8737           Changed = true;
8738         }
8739         break;
8740       }
8741       }
8742
8743       // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31   -> all ones if signed
8744       // (x >s -1) ? -1 : 0 -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
8745       CmpInst::Predicate Pred = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
8746       if (match(TrueVal, m_ConstantInt(-1)) &&
8747           match(FalseVal, m_ConstantInt(0)))
8748         Pred = ICI->getPredicate();
8749       else if (match(TrueVal, m_ConstantInt(0)) &&
8750                match(FalseVal, m_ConstantInt(-1)))
8751         Pred = CmpInst::getInversePredicate(ICI->getPredicate());
8752       
8753       if (Pred != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
8754         // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8755         // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8756         // cast to integer to avoid the comparison.
8757         const APInt &Op1CV = CI->getValue();
8758     
8759         // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
8760         // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
8761         if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8762             (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Op1CV.isAllOnesValue())) {
8763           Value *In = ICI->getOperand(0);
8764           Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
8765                                        In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
8766           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAShr(In, Sh,
8767                                                           In->getName()+".lobit"),
8768                                    *ICI);
8769           if (In->getType() != SI.getType())
8770             In = CastInst::CreateIntegerCast(In, SI.getType(),
8771                                              true/*SExt*/, "tmp", ICI);
8772     
8773           if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
8774             In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(In,
8775                                        In->getName()+".not"), *ICI);
8776     
8777           return ReplaceInstUsesWith(SI, In);
8778         }
8779       }
8780     }
8781
8782   if (CmpLHS == TrueVal && CmpRHS == FalseVal) {
8783     // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8784     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
8785       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8786     // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8787     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
8788       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8789     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
8790
8791   } else if (CmpLHS == FalseVal && CmpRHS == TrueVal) {
8792     // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8793     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
8794       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8795     // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8796     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
8797       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8798     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
8799   }
8800
8801   /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer ABS
8802
8803   return Changed ? &SI : 0;
8804 }
8805
8806 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
8807   Value *CondVal = SI.getCondition();
8808   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
8809   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
8810
8811   // select true, X, Y  -> X
8812   // select false, X, Y -> Y
8813   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
8814     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
8815
8816   // select C, X, X -> X
8817   if (TrueVal == FalseVal)
8818     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8819
8820   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
8821     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8822   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
8823     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8824   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
8825     if (isa<Constant>(TrueVal))
8826       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8827     else
8828       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8829   }
8830
8831   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
8832     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
8833       if (C->getZExtValue()) {
8834         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
8835         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
8836       } else {
8837         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
8838         Value *NotCond =
8839           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8840                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
8841         return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
8842       }
8843     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
8844       if (C->getZExtValue() == false) {
8845         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
8846         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
8847       } else {
8848         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
8849         Value *NotCond =
8850           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8851                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
8852         return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
8853       }
8854     }
8855     
8856     // select a, b, a  -> a&b
8857     // select a, a, b  -> a|b
8858     if (CondVal == TrueVal)
8859       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
8860     else if (CondVal == FalseVal)
8861       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
8862   }
8863
8864   // Selecting between two integer constants?
8865   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
8866     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
8867       // select C, 1, 0 -> zext C to int
8868       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
8869         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
8870       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
8871         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
8872         Value *NotCond =
8873           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8874                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
8875         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
8876       }
8877
8878       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
8879
8880         // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31
8881         if (TrueValC->isAllOnesValue() && FalseValC->isZero())
8882           if (ConstantInt *CmpCst = dyn_cast<ConstantInt>(IC->getOperand(1))) {
8883             if (IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && CmpCst->isZero()) {
8884               // The comparison constant and the result are not neccessarily the
8885               // same width. Make an all-ones value by inserting a AShr.
8886               Value *X = IC->getOperand(0);
8887               uint32_t Bits = X->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8888               Constant *ShAmt = ConstantInt::get(X->getType(), Bits-1);
8889               Instruction *SRA = BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, X,
8890                                                         ShAmt, "ones");
8891               InsertNewInstBefore(SRA, SI);
8892
8893               // Then cast to the appropriate width.
8894               return CastInst::CreateIntegerCast(SRA, SI.getType(), true);
8895             }
8896           }
8897
8898
8899         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
8900         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
8901         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
8902         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
8903         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
8904           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
8905               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
8906             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
8907               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
8908                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
8909                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
8910                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
8911                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
8912                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
8913                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
8914                 // true or false val is the zero.
8915                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
8916                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8917                 Value *V = ICA;
8918                 if (ShouldNotVal)
8919                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::Create(
8920                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
8921                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
8922               }
8923       }
8924     }
8925
8926   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8927   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
8928     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
8929       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8930       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8931         // This is not safe in general for floating point:  
8932         // consider X== -0, Y== +0.
8933         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8934         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8935         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8936               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8937             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8938              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8939         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8940       }
8941       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8942       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8943         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8944       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
8945
8946     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
8947       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8948       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8949         // This is not safe in general for floating point:  
8950         // consider X== -0, Y== +0.
8951         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8952         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8953         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8954               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8955             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8956              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8957           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8958       }
8959       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8960       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8961         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8962       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
8963     }
8964     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
8965   }
8966
8967   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8968   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
8969     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
8970       return Result;
8971
8972   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
8973     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
8974       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
8975         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
8976
8977         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
8978         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
8979           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
8980             return IV;
8981
8982         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
8983         // even legal for FP.
8984         if (TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8985             FI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8986           AddOp = FI; SubOp = TI;
8987         } else if (FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8988                    TI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8989           AddOp = TI; SubOp = FI;
8990         }
8991
8992         if (AddOp) {
8993           Value *OtherAddOp = 0;
8994           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
8995             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
8996           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
8997             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
8998           }
8999
9000           if (OtherAddOp) {
9001             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
9002             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
9003             Value *NegVal;  // Compute -Z
9004             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
9005               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
9006             } else {
9007               NegVal = InsertNewInstBefore(
9008                     BinaryOperator::CreateNeg(SubOp->getOperand(1), "tmp"), SI);
9009             }
9010
9011             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
9012             Value *NewFalseOp = NegVal;
9013             if (AddOp != TI)
9014               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
9015             Instruction *NewSel =
9016               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,
9017                                  NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
9018
9019             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9020             return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
9021           }
9022         }
9023       }
9024
9025   // See if we can fold the select into one of our operands.
9026   if (SI.getType()->isInteger()) {
9027     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
9028     // transformation we are doing here.
9029     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
9030       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
9031           !isa<Constant>(FalseVal))
9032         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
9033           unsigned OpToFold = 0;
9034           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
9035             OpToFold = 1;
9036           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
9037             OpToFold = 2;
9038           }
9039
9040           if (OpToFold) {
9041             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
9042             Instruction *NewSel =
9043               SelectInst::Create(SI.getCondition(),
9044                                  TVI->getOperand(2-OpToFold), C);
9045             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9046             NewSel->takeName(TVI);
9047             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
9048               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
9049             else {
9050               assert(0 && "Unknown instruction!!");
9051             }
9052           }
9053         }
9054
9055     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
9056       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
9057           !isa<Constant>(TrueVal))
9058         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
9059           unsigned OpToFold = 0;
9060           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
9061             OpToFold = 1;
9062           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
9063             OpToFold = 2;
9064           }
9065
9066           if (OpToFold) {
9067             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
9068             Instruction *NewSel =
9069               SelectInst::Create(SI.getCondition(), C,
9070                                  FVI->getOperand(2-OpToFold));
9071             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9072             NewSel->takeName(FVI);
9073             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
9074               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
9075             else
9076               assert(0 && "Unknown instruction!!");
9077           }
9078         }
9079   }
9080
9081   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
9082     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
9083     SI.setOperand(1, FalseVal);
9084     SI.setOperand(2, TrueVal);
9085     return &SI;
9086   }
9087
9088   return 0;
9089 }
9090
9091 /// EnforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
9092 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
9093 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
9094 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
9095 /// their preferred alignment from the beginning.
9096 ///
9097 static unsigned EnforceKnownAlignment(Value *V,
9098                                       unsigned Align, unsigned PrefAlign) {
9099
9100   User *U = dyn_cast<User>(V);
9101   if (!U) return Align;
9102
9103   switch (getOpcode(U)) {
9104   default: break;
9105   case Instruction::BitCast:
9106     return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9107   case Instruction::GetElementPtr: {
9108     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
9109     bool AllZeroOperands = true;
9110     for (User::op_iterator i = U->op_begin() + 1, e = U->op_end(); i != e; ++i)
9111       if (!isa<Constant>(*i) ||
9112           !cast<Constant>(*i)->isNullValue()) {
9113         AllZeroOperands = false;
9114         break;
9115       }
9116
9117     if (AllZeroOperands) {
9118       // Treat this like a bitcast.
9119       return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9120     }
9121     break;
9122   }
9123   }
9124
9125   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
9126     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
9127     // of the global.
9128     if (!GV->isDeclaration()) {
9129       GV->setAlignment(PrefAlign);
9130       Align = PrefAlign;
9131     }
9132   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
9133     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.  We
9134     // don't do this for malloc, because some systems can't respect the request.
9135     if (isa<AllocaInst>(AI)) {
9136       AI->setAlignment(PrefAlign);
9137       Align = PrefAlign;
9138     }
9139   }
9140
9141   return Align;
9142 }
9143
9144 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
9145 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
9146 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
9147 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
9148 unsigned InstCombiner::GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
9149                                                   unsigned PrefAlign) {
9150   unsigned BitWidth = TD ? TD->getTypeSizeInBits(V->getType()) :
9151                       sizeof(PrefAlign) * CHAR_BIT;
9152   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
9153   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
9154   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne);
9155   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
9156   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
9157
9158   if (PrefAlign > Align)
9159     Align = EnforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
9160   
9161     // We don't need to make any adjustment.
9162   return Align;
9163 }
9164
9165 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
9166   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1));
9167   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2));
9168   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
9169   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment()->getZExtValue();
9170
9171   if (CopyAlign < MinAlign) {
9172     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, MinAlign));
9173     return MI;
9174   }
9175   
9176   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
9177   // load/store.
9178   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
9179   if (MemOpLength == 0) return 0;
9180   
9181   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
9182   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
9183   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
9184   // case.
9185   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
9186   if (Size == 0) return MI;  // Delete this mem transfer.
9187   
9188   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
9189     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
9190   
9191   // Use an integer load+store unless we can find something better.
9192   Type *NewPtrTy = PointerType::getUnqual(IntegerType::get(Size<<3));
9193   
9194   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
9195   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
9196   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
9197   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
9198   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
9199   // integer datatype.
9200   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
9201     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
9202     if (SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
9203       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
9204       // down through these levels if so.
9205       while (!SrcETy->isSingleValueType()) {
9206         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
9207           if (STy->getNumElements() == 1)
9208             SrcETy = STy->getElementType(0);
9209           else
9210             break;
9211         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
9212           if (ATy->getNumElements() == 1)
9213             SrcETy = ATy->getElementType();
9214           else
9215             break;
9216         } else
9217           break;
9218       }
9219       
9220       if (SrcETy->isSingleValueType())
9221         NewPtrTy = PointerType::getUnqual(SrcETy);
9222     }
9223   }
9224   
9225   
9226   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
9227   // infer, use it.
9228   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
9229   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
9230   
9231   Value *Src = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(2), NewPtrTy, *MI);
9232   Value *Dest = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(1), NewPtrTy, *MI);
9233   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
9234   InsertNewInstBefore(L, *MI);
9235   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
9236
9237   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9238   MI->setOperand(3, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
9239   return MI;
9240 }
9241
9242 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
9243   unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest());
9244   if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Alignment) {
9245     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Alignment));
9246     return MI;
9247   }
9248   
9249   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
9250   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
9251   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
9252   if (!LenC || !FillC || FillC->getType() != Type::Int8Ty)
9253     return 0;
9254   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
9255   Alignment = MI->getAlignment()->getZExtValue();
9256   
9257   // If the length is zero, this is a no-op
9258   if (Len == 0) return MI; // memset(d,c,0,a) -> noop
9259   
9260   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
9261   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
9262     const Type *ITy = IntegerType::get(Len*8);  // n=1 -> i8.
9263     
9264     Value *Dest = MI->getDest();
9265     Dest = InsertBitCastBefore(Dest, PointerType::getUnqual(ITy), *MI);
9266
9267     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
9268     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
9269     
9270     // Extract the fill value and store.
9271     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
9272     InsertNewInstBefore(new StoreInst(ConstantInt::get(ITy, Fill), Dest, false,
9273                                       Alignment), *MI);
9274     
9275     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9276     MI->setLength(Constant::getNullValue(LenC->getType()));
9277     return MI;
9278   }
9279
9280   return 0;
9281 }
9282
9283
9284 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
9285 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
9286 /// the heavy lifting.
9287 ///
9288 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
9289   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
9290   if (!II) return visitCallSite(&CI);
9291   
9292   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
9293   // visitCallSite.
9294   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
9295     bool Changed = false;
9296
9297     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
9298     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
9299       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
9300
9301       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
9302         if (CI->getZExtValue() == 1) {
9303           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
9304           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
9305           // alignment is sufficient.
9306         }
9307     }
9308
9309     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
9310     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
9311     // into a call to memcpy.
9312     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
9313       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
9314         if (GVSrc->isConstant()) {
9315           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
9316           Intrinsic::ID MemCpyID = Intrinsic::memcpy;
9317           const Type *Tys[1];
9318           Tys[0] = CI.getOperand(3)->getType();
9319           CI.setOperand(0, 
9320                         Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID, Tys, 1));
9321           Changed = true;
9322         }
9323
9324       // memmove(x,x,size) -> noop.
9325       if (MMI->getSource() == MMI->getDest())
9326         return EraseInstFromFunction(CI);
9327     }
9328
9329     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
9330     // set, update the alignment.
9331     if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
9332       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
9333         return I;
9334     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
9335       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
9336         return I;
9337     }
9338           
9339     if (Changed) return II;
9340   }
9341   
9342   switch (II->getIntrinsicID()) {
9343   default: break;
9344   case Intrinsic::bswap:
9345     // bswap(bswap(x)) -> x
9346     if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1)))
9347       if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap)
9348         return ReplaceInstUsesWith(CI, Operand->getOperand(1));
9349     break;
9350   case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
9351   case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
9352   case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
9353   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
9354   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
9355     // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
9356     // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
9357     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9358       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),
9359                                        PointerType::getUnqual(II->getType()),
9360                                        CI);
9361       return new LoadInst(Ptr);
9362     }
9363     break;
9364   case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
9365   case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
9366     // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
9367     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), 16) >= 16) {
9368       const Type *OpPtrTy = 
9369         PointerType::getUnqual(II->getOperand(1)->getType());
9370       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(2), OpPtrTy, CI);
9371       return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
9372     }
9373     break;
9374   case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
9375   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
9376   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
9377     // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
9378     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9379       const Type *OpPtrTy = 
9380         PointerType::getUnqual(II->getOperand(2)->getType());
9381       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1), OpPtrTy, CI);
9382       return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
9383     }
9384     break;
9385     
9386   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
9387     // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
9388     // we can simplify the input based on that, do so now.
9389     uint64_t UndefElts;
9390     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), 1, 
9391                                               UndefElts)) {
9392       II->setOperand(1, V);
9393       return II;
9394     }
9395     break;
9396   }
9397     
9398   case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
9399     // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
9400     if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
9401       assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
9402       
9403       // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
9404       bool AllEltsOk = true;
9405       for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9406         if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
9407             !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
9408           AllEltsOk = false;
9409           break;
9410         }
9411       }
9412       
9413       if (AllEltsOk) {
9414         // Cast the input vectors to byte vectors.
9415         Value *Op0 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),Mask->getType(),CI);
9416         Value *Op1 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(2),Mask->getType(),CI);
9417         Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
9418         
9419         // Only extract each element once.
9420         Value *ExtractedElts[32];
9421         memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
9422         
9423         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9424           if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
9425             continue;
9426           unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
9427           Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
9428           
9429           if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
9430             Instruction *Elt = 
9431               new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, Idx&15, "tmp");
9432             InsertNewInstBefore(Elt, CI);
9433             ExtractedElts[Idx] = Elt;
9434           }
9435         
9436           // Insert this value into the result vector.
9437           Result = InsertElementInst::Create(Result, ExtractedElts[Idx],
9438                                              i, "tmp");
9439           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
9440         }
9441         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
9442       }
9443     }
9444     break;
9445
9446   case Intrinsic::stackrestore: {
9447     // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
9448     // happen when variable allocas are DCE'd.
9449     if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
9450       if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
9451         BasicBlock::iterator BI = SS;
9452         if (&*++BI == II)
9453           return EraseInstFromFunction(CI);
9454       }
9455     }
9456     
9457     // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
9458     // same block without an intervening call/alloca.
9459     BasicBlock::iterator BI = II;
9460     TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
9461     bool CannotRemove = false;
9462     for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
9463       if (isa<AllocaInst>(BI)) {
9464         CannotRemove = true;
9465         break;
9466       }
9467       if (CallInst *BCI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
9468         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BCI)) {
9469           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
9470           if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stackrestore)
9471             return EraseInstFromFunction(CI);
9472           // Otherwise, ignore the intrinsic.
9473         } else {
9474           // If we found a non-intrinsic call, we can't remove the stack
9475           // restore.
9476           CannotRemove = true;
9477           break;
9478         }
9479       }
9480     }
9481     
9482     // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
9483     // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
9484     if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)))
9485       return EraseInstFromFunction(CI);
9486     break;
9487   }
9488   }
9489
9490   return visitCallSite(II);
9491 }
9492
9493 // InvokeInst simplification
9494 //
9495 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
9496   return visitCallSite(&II);
9497 }
9498
9499 /// isSafeToEliminateVarargsCast - If this cast does not affect the value 
9500 /// passed through the varargs area, we can eliminate the use of the cast.
9501 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
9502                                          const CastInst * const CI,
9503                                          const TargetData * const TD,
9504                                          const int ix) {
9505   if (!CI->isLosslessCast())
9506     return false;
9507
9508   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
9509   // can't change to a type with a different size.  If the size were
9510   // passed explicitly we could avoid this check.
9511   if (!CS.paramHasAttr(ix, Attribute::ByVal))
9512     return true;
9513
9514   const Type* SrcTy = 
9515             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
9516   const Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
9517   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
9518     return false;
9519   if (TD->getABITypeSize(SrcTy) != TD->getABITypeSize(DstTy))
9520     return false;
9521   return true;
9522 }
9523
9524 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
9525 //
9526 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
9527   bool Changed = false;
9528
9529   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
9530   // to the arguments of the call/invoke.
9531   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
9532
9533   Value *Callee = CS.getCalledValue();
9534
9535   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
9536     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
9537       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
9538       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
9539       // be unreachable, as the call is undefined.
9540       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9541                     UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), 
9542                                     OldCall);
9543       if (!OldCall->use_empty())
9544         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
9545       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
9546         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
9547       return 0;
9548     }
9549
9550   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
9551     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
9552     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
9553     // that we can't modify the CFG here.
9554     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9555                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)),
9556                   CS.getInstruction());
9557
9558     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
9559       CS.getInstruction()->
9560         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
9561
9562     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
9563       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
9564       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9565                          ConstantInt::getTrue(), II);
9566     }
9567     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
9568   }
9569
9570   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
9571     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
9572       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
9573         return transformCallThroughTrampoline(CS);
9574
9575   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
9576   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
9577   if (FTy->isVarArg()) {
9578     int ix = FTy->getNumParams() + (isa<InvokeInst>(Callee) ? 3 : 1);
9579     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
9580     // the call.
9581     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
9582            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
9583       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
9584       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
9585         *I = CI->getOperand(0);
9586         Changed = true;
9587       }
9588     }
9589   }
9590
9591   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
9592     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
9593     CS.setDoesNotThrow();
9594     Changed = true;
9595   }
9596
9597   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
9598 }
9599
9600 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
9601 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
9602 //
9603 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
9604   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
9605   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
9606   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
9607       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
9608     return false;
9609   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
9610   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
9611   const AttrListPtr &CallerPAL = CS.getAttributes();
9612
9613   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
9614   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
9615   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
9616   //
9617   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
9618   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
9619   const Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
9620
9621   if (isa<StructType>(NewRetTy))
9622     return false; // TODO: Handle multiple return values.
9623
9624   // Check to see if we are changing the return type...
9625   if (OldRetTy != NewRetTy) {
9626     if (Callee->isDeclaration() &&
9627         // Conversion is ok if changing from one pointer type to another or from
9628         // a pointer to an integer of the same size.
9629         !((isa<PointerType>(OldRetTy) || OldRetTy == TD->getIntPtrType()) &&
9630           (isa<PointerType>(NewRetTy) || NewRetTy == TD->getIntPtrType())))
9631       return false;   // Cannot transform this return value.
9632
9633     if (!Caller->use_empty() &&
9634         // void -> non-void is handled specially
9635         NewRetTy != Type::VoidTy && !CastInst::isCastable(NewRetTy, OldRetTy))
9636       return false;   // Cannot transform this return value.
9637
9638     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
9639       Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
9640       if (RAttrs & Attribute::typeIncompatible(NewRetTy))
9641         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
9642     }
9643
9644     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
9645     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
9646     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
9647     // the critical edge).  Bail out in this case.
9648     if (!Caller->use_empty())
9649       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
9650         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
9651              UI != E; ++UI)
9652           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
9653             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
9654                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
9655               return false;
9656   }
9657
9658   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
9659   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
9660
9661   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
9662   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
9663     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
9664     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
9665
9666     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
9667       return false;   // Cannot transform this parameter value.
9668
9669     if (CallerPAL.getParamAttributes(i + 1) 
9670         & Attribute::typeIncompatible(ParamTy))
9671       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
9672
9673     // Converting from one pointer type to another or between a pointer and an
9674     // integer of the same size is safe even if we do not have a body.
9675     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
9676       ((isa<PointerType>(ParamTy) || ParamTy == TD->getIntPtrType()) &&
9677        (isa<PointerType>(ActTy) || ActTy == TD->getIntPtrType()));
9678     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
9679   }
9680
9681   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
9682       Callee->isDeclaration())
9683     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body.
9684
9685   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
9686       !CallerPAL.isEmpty())
9687     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
9688     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
9689     // that are compatible with being a vararg call argument.
9690     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
9691       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
9692         break;
9693       Attributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
9694       if (PAttrs & Attribute::VarArgsIncompatible)
9695         return false;
9696     }
9697
9698   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
9699   // inserting cast instructions as necessary...
9700   std::vector<Value*> Args;
9701   Args.reserve(NumActualArgs);
9702   SmallVector<AttributeWithIndex, 8> attrVec;
9703   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
9704
9705   // Get any return attributes.
9706   Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
9707
9708   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
9709   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
9710   RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NewRetTy);
9711
9712   // Add the new return attributes.
9713   if (RAttrs)
9714     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
9715
9716   AI = CS.arg_begin();
9717   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
9718     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
9719     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
9720       Args.push_back(*AI);
9721     } else {
9722       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
9723           false, ParamTy, false);
9724       CastInst *NewCast = CastInst::Create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
9725       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
9726     }
9727
9728     // Add any parameter attributes.
9729     if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
9730       attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
9731   }
9732
9733   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
9734   // now...
9735   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
9736     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
9737
9738   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
9739   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
9740     if (!FT->isVarArg()) {
9741       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
9742            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
9743     } else {
9744       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
9745       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
9746         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
9747         if (PTy != (*AI)->getType()) {
9748           // Must promote to pass through va_arg area!
9749           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
9750                                                                 PTy, false);
9751           Instruction *Cast = CastInst::Create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
9752           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
9753           Args.push_back(Cast);
9754         } else {
9755           Args.push_back(*AI);
9756         }
9757
9758         // Add any parameter attributes.
9759         if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
9760           attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
9761       }
9762     }
9763   }
9764
9765   if (Attributes FnAttrs =  CallerPAL.getFnAttributes())
9766     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
9767
9768   if (NewRetTy == Type::VoidTy)
9769     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
9770
9771   const AttrListPtr &NewCallerPAL = AttrListPtr::get(attrVec.begin(),attrVec.end());
9772
9773   Instruction *NC;
9774   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9775     NC = InvokeInst::Create(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9776                             Args.begin(), Args.end(),
9777                             Caller->getName(), Caller);
9778     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
9779     cast<InvokeInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
9780   } else {
9781     NC = CallInst::Create(Callee, Args.begin(), Args.end(),
9782                           Caller->getName(), Caller);
9783     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
9784     if (CI->isTailCall())
9785       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
9786     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
9787     cast<CallInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
9788   }
9789
9790   // Insert a cast of the return type as necessary.
9791   Value *NV = NC;
9792   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
9793     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
9794       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
9795                                                             OldRetTy, false);
9796       NV = NC = CastInst::Create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
9797
9798       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
9799       // non-phi, instruction in the normal successor block.
9800       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9801         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstNonPHI();
9802         InsertNewInstBefore(NC, *I);
9803       } else {
9804         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
9805         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
9806       }
9807       AddUsersToWorkList(*Caller);
9808     } else {
9809       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
9810     }
9811   }
9812
9813   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
9814     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
9815   Caller->eraseFromParent();
9816   RemoveFromWorkList(Caller);
9817   return true;
9818 }
9819
9820 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
9821 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
9822 //
9823 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
9824   Value *Callee = CS.getCalledValue();
9825   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
9826   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
9827   const AttrListPtr &Attrs = CS.getAttributes();
9828
9829   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
9830   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
9831   if (Attrs.hasAttrSomewhere(Attribute::Nest))
9832     return 0;
9833
9834   IntrinsicInst *Tramp =
9835     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
9836
9837   Function *NestF = cast<Function>(Tramp->getOperand(2)->stripPointerCasts());
9838   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
9839   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
9840
9841   const AttrListPtr &NestAttrs = NestF->getAttributes();
9842   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
9843     unsigned NestIdx = 1;
9844     const Type *NestTy = 0;
9845     Attributes NestAttr = Attribute::None;
9846
9847     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
9848     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
9849          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
9850       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, Attribute::Nest)) {
9851         // Record the parameter type and any other attributes.
9852         NestTy = *I;
9853         NestAttr = NestAttrs.getParamAttributes(NestIdx);
9854         break;
9855       }
9856
9857     if (NestTy) {
9858       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
9859       std::vector<Value*> NewArgs;
9860       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
9861
9862       SmallVector<AttributeWithIndex, 8> NewAttrs;
9863       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
9864
9865       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
9866       // mean appending it.  Likewise for attributes.
9867
9868       // Add any result attributes.
9869       if (Attributes Attr = Attrs.getRetAttributes())
9870         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(0, Attr));
9871
9872       {
9873         unsigned Idx = 1;
9874         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
9875         do {
9876           if (Idx == NestIdx) {
9877             // Add the chain argument and attributes.
9878             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
9879             if (NestVal->getType() != NestTy)
9880               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
9881             NewArgs.push_back(NestVal);
9882             NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
9883           }
9884
9885           if (I == E)
9886             break;
9887
9888           // Add the original argument and attributes.
9889           NewArgs.push_back(*I);
9890           if (Attributes Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx))
9891             NewAttrs.push_back
9892               (AttributeWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
9893
9894           ++Idx, ++I;
9895         } while (1);
9896       }
9897
9898       // Add any function attributes.
9899       if (Attributes Attr = Attrs.getFnAttributes())
9900         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, Attr));
9901
9902       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
9903       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
9904       // with the chain parameter inserted.
9905
9906       std::vector<const Type*> NewTypes;
9907       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
9908
9909       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
9910       // mean appending it.
9911       {
9912         unsigned Idx = 1;
9913         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
9914           E = FTy->param_end();
9915
9916         do {
9917           if (Idx == NestIdx)
9918             // Add the chain's type.
9919             NewTypes.push_back(NestTy);
9920
9921           if (I == E)
9922             break;
9923
9924           // Add the original type.
9925           NewTypes.push_back(*I);
9926
9927           ++Idx, ++I;
9928         } while (1);
9929       }
9930
9931       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
9932       // code sort out any function type mismatches.
9933       FunctionType *NewFTy =
9934         FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes, FTy->isVarArg());
9935       Constant *NewCallee = NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
9936         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PointerType::getUnqual(NewFTy));
9937       const AttrListPtr &NewPAL = AttrListPtr::get(NewAttrs.begin(),NewAttrs.end());
9938
9939       Instruction *NewCaller;
9940       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9941         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
9942                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9943                                        NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9944                                        Caller->getName(), Caller);
9945         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
9946         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
9947       } else {
9948         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9949                                      Caller->getName(), Caller);
9950         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
9951           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
9952         cast<CallInst>(NewCaller)->
9953           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
9954         cast<CallInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
9955       }
9956       if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
9957         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
9958       Caller->eraseFromParent();
9959       RemoveFromWorkList(Caller);
9960       return 0;
9961     }
9962   }
9963
9964   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
9965   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
9966   // code sort out any function type mismatches.
9967   Constant *NewCallee =
9968     NestF->getType() == PTy ? NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
9969   CS.setCalledFunction(NewCallee);
9970   return CS.getInstruction();
9971 }
9972
9973 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
9974 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
9975 /// and a single binop.
9976 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
9977   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
9978   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst));
9979   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
9980   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
9981   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
9982     
9983   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
9984   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
9985   
9986   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
9987   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
9988   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
9989     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
9990     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
9991         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
9992         // types or GEP's with different index types.
9993         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
9994         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
9995       return 0;
9996
9997     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
9998     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
9999       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
10000           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
10001         return 0;
10002     
10003     // Keep track of which operand needs a phi node.
10004     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
10005     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
10006   }
10007   
10008   // Otherwise, this is safe to transform!
10009   
10010   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
10011   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
10012   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
10013   if (LHSVal == 0) {
10014     NewLHS = PHINode::Create(LHSType,
10015                              FirstInst->getOperand(0)->getName() + ".pn");
10016     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10017     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
10018     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
10019     LHSVal = NewLHS;
10020   }
10021   
10022   if (RHSVal == 0) {
10023     NewRHS = PHINode::Create(RHSType,
10024                              FirstInst->getOperand(1)->getName() + ".pn");
10025     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10026     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
10027     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
10028     RHSVal = NewRHS;
10029   }
10030   
10031   // Add all operands to the new PHIs.
10032   if (NewLHS || NewRHS) {
10033     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10034       Instruction *InInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10035       if (NewLHS) {
10036         Value *NewInLHS = InInst->getOperand(0);
10037         NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
10038       }
10039       if (NewRHS) {
10040         Value *NewInRHS = InInst->getOperand(1);
10041         NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
10042       }
10043     }
10044   }
10045     
10046   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10047     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
10048   CmpInst *CIOp = cast<CmpInst>(FirstInst);
10049   return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), LHSVal,
10050                          RHSVal);
10051 }
10052
10053 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN) {
10054   GetElementPtrInst *FirstInst =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(0));
10055   
10056   SmallVector<Value*, 16> FixedOperands(FirstInst->op_begin(), 
10057                                         FirstInst->op_end());
10058   
10059   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
10060   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
10061   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10062     GetElementPtrInst *GEP= dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10063     if (!GEP || !GEP->hasOneUse() || GEP->getType() != FirstInst->getType() ||
10064       GEP->getNumOperands() != FirstInst->getNumOperands())
10065       return 0;
10066
10067     // Compare the operand lists.
10068     for (unsigned op = 0, e = FirstInst->getNumOperands(); op != e; ++op) {
10069       if (FirstInst->getOperand(op) == GEP->getOperand(op))
10070         continue;
10071       
10072       // Don't merge two GEPs when two operands differ (introducing phi nodes)
10073       // if one of the PHIs has a constant for the index.  The index may be
10074       // substantially cheaper to compute for the constants, so making it a
10075       // variable index could pessimize the path.  This also handles the case
10076       // for struct indices, which must always be constant.
10077       if (isa<ConstantInt>(FirstInst->getOperand(op)) ||
10078           isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(op)))
10079         return 0;
10080       
10081       if (FirstInst->getOperand(op)->getType() !=GEP->getOperand(op)->getType())
10082         return 0;
10083       FixedOperands[op] = 0;  // Needs a PHI.
10084     }
10085   }
10086   
10087   // Otherwise, this is safe to transform.  Insert PHI nodes for each operand
10088   // that is variable.
10089   SmallVector<PHINode*, 16> OperandPhis(FixedOperands.size());
10090   
10091   bool HasAnyPHIs = false;
10092   for (unsigned i = 0, e = FixedOperands.size(); i != e; ++i) {
10093     if (FixedOperands[i]) continue;  // operand doesn't need a phi.
10094     Value *FirstOp = FirstInst->getOperand(i);
10095     PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstOp->getType(),
10096                                      FirstOp->getName()+".pn");
10097     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10098     
10099     NewPN->reserveOperandSpace(e);
10100     NewPN->addIncoming(FirstOp, PN.getIncomingBlock(0));
10101     OperandPhis[i] = NewPN;
10102     FixedOperands[i] = NewPN;
10103     HasAnyPHIs = true;
10104   }
10105
10106   
10107   // Add all operands to the new PHIs.
10108   if (HasAnyPHIs) {
10109     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10110       GetElementPtrInst *InGEP =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10111       BasicBlock *InBB = PN.getIncomingBlock(i);
10112       
10113       for (unsigned op = 0, e = OperandPhis.size(); op != e; ++op)
10114         if (PHINode *OpPhi = OperandPhis[op])
10115           OpPhi->addIncoming(InGEP->getOperand(op), InBB);
10116     }
10117   }
10118   
10119   Value *Base = FixedOperands[0];
10120   return GetElementPtrInst::Create(Base, FixedOperands.begin()+1,
10121                                    FixedOperands.end());
10122 }
10123
10124
10125 /// isSafeToSinkLoad - Return true if we know that it is safe sink the load out
10126 /// of the block that defines it.  This means that it must be obvious the value
10127 /// of the load is not changed from the point of the load to the end of the
10128 /// block it is in.
10129 ///
10130 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
10131 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
10132 /// to a register.
10133 static bool isSafeToSinkLoad(LoadInst *L) {
10134   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
10135   
10136   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
10137     if (BBI->mayWriteToMemory())
10138       return false;
10139   
10140   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
10141   // profitable to do this xform.
10142   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
10143     bool isAddressTaken = false;
10144     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
10145          UI != E; ++UI) {
10146       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
10147       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
10148         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
10149         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
10150       }
10151       isAddressTaken = true;
10152       break;
10153     }
10154     
10155     if (!isAddressTaken)
10156       return false;
10157   }
10158   
10159   return true;
10160 }
10161
10162
10163 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
10164 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
10165 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
10166 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
10167   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
10168
10169   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
10170   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
10171   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
10172   // code size and simplifying code.
10173   Constant *ConstantOp = 0;
10174   const Type *CastSrcTy = 0;
10175   bool isVolatile = false;
10176   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
10177     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
10178   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
10179     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
10180     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
10181     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
10182     if (ConstantOp == 0)
10183       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
10184   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
10185     isVolatile = LI->isVolatile();
10186     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
10187     // load and the PHI.
10188     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
10189         !isSafeToSinkLoad(LI))
10190       return 0;
10191     
10192     // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10193     // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10194     // the path through the other successor.
10195     if (isVolatile &&
10196         LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10197       return 0;
10198     
10199   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
10200     return FoldPHIArgGEPIntoPHI(PN);
10201   } else {
10202     return 0;  // Cannot fold this operation.
10203   }
10204
10205   // Check to see if all arguments are the same operation.
10206   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10207     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
10208     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10209     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
10210       return 0;
10211     if (CastSrcTy) {
10212       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
10213         return 0;  // Cast operation must match.
10214     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
10215       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
10216       // the load and the PHI.
10217       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
10218           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
10219           !isSafeToSinkLoad(LI))
10220         return 0;
10221       
10222       // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10223       // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10224       // the path through the other successor.
10225       if (isVolatile &&
10226           LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10227         return 0;
10228
10229       
10230     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
10231       return 0;
10232     }
10233   }
10234
10235   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
10236   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
10237   PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
10238                                    PN.getName()+".in");
10239   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10240
10241   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
10242   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
10243
10244   // Add all operands to the new PHI.
10245   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10246     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
10247     if (NewInVal != InVal)
10248       InVal = 0;
10249     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
10250   }
10251
10252   Value *PhiVal;
10253   if (InVal) {
10254     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
10255     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
10256     PhiVal = InVal;
10257     delete NewPN;
10258   } else {
10259     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10260     PhiVal = NewPN;
10261   }
10262
10263   // Insert and return the new operation.
10264   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
10265     return CastInst::Create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
10266   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10267     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
10268   if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
10269     return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
10270                            PhiVal, ConstantOp);
10271   assert(isa<LoadInst>(FirstInst) && "Unknown operation");
10272   
10273   // If this was a volatile load that we are merging, make sure to loop through
10274   // and mark all the input loads as non-volatile.  If we don't do this, we will
10275   // insert a new volatile load and the old ones will not be deletable.
10276   if (isVolatile)
10277     for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
10278       cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(i))->setVolatile(false);
10279   
10280   return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
10281 }
10282
10283 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
10284 /// that is dead.
10285 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
10286                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
10287   if (PN->use_empty()) return true;
10288   if (!PN->hasOneUse()) return false;
10289
10290   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
10291   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
10292     return true;
10293   
10294   // Don't scan crazily complex things.
10295   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
10296     return false;
10297
10298   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
10299     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
10300
10301   return false;
10302 }
10303
10304 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
10305 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
10306 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10307 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
10308                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
10309   // See if we already saw this PHI node.
10310   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
10311     return true;
10312   
10313   // Don't scan crazily complex things.
10314   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
10315     return false;
10316  
10317   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
10318   // the value.
10319   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10320     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
10321     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
10322       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10323         return false;
10324     } else if (Op != NonPhiInVal)
10325       return false;
10326   }
10327   
10328   return true;
10329 }
10330
10331
10332 // PHINode simplification
10333 //
10334 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
10335   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
10336   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
10337   
10338   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
10339     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
10340
10341   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
10342   // reducing code size.
10343   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
10344       isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(1)) &&
10345       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0))->getOpcode() ==
10346       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(1))->getOpcode() &&
10347       // FIXME: The hasOneUse check will fail for PHIs that use the value more
10348       // than themselves more than once.
10349       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
10350     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
10351       return Result;
10352
10353   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
10354   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
10355   // PHI)... break the cycle.
10356   if (PN.hasOneUse()) {
10357     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
10358     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
10359       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
10360       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
10361       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
10362         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
10363     }
10364    
10365     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
10366     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
10367     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
10368     // common case here is good because the only other things that catch this
10369     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
10370     // late.
10371     if (PHIUser->hasOneUse() &&
10372         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
10373         PHIUser->use_back() == &PN) {
10374       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
10375     }
10376   }
10377
10378   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
10379   // same value, for example:
10380   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10381   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
10382   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
10383   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
10384   {
10385     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
10386     // Scan for the first non-phi operand.
10387     while (InValNo != NumOperandVals && 
10388            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
10389       ++InValNo;
10390
10391     if (InValNo != NumOperandVals) {
10392       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
10393       
10394       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
10395       // there is no need to recursively scan other phis.
10396       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
10397         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
10398         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
10399           break;
10400       }
10401       
10402       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
10403       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
10404       // the value.
10405       if (InValNo == NumOperandVals) {
10406         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
10407         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10408           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
10409       }
10410     }
10411   }
10412   return 0;
10413 }
10414
10415 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
10416                                    Instruction *InsertPoint,
10417                                    InstCombiner *IC) {
10418   unsigned PtrSize = DTy->getPrimitiveSizeInBits();
10419   unsigned VTySize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
10420   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
10421   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
10422   // used for address computation.
10423   Instruction::CastOps opcode = 
10424      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
10425       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
10426   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
10427 }
10428
10429
10430 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
10431   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
10432   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
10433   // If so, eliminate the noop.
10434   if (GEP.getNumOperands() == 1)
10435     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10436
10437   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
10438     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
10439
10440   bool HasZeroPointerIndex = false;
10441   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
10442     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
10443
10444   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
10445     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10446
10447   // Eliminate unneeded casts for indices.
10448   bool MadeChange = false;
10449   
10450   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
10451   for (User::op_iterator i = GEP.op_begin() + 1, e = GEP.op_end();
10452        i != e; ++i, ++GTI) {
10453     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
10454       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*i)) {
10455         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
10456             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
10457           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
10458           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
10459           // is a 32-bit pointer target.
10460           if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
10461             MadeChange = true;
10462             *i = CI->getOperand(0);
10463           }
10464         }
10465       }
10466       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
10467       // to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.
10468       // If the incoming value needs a cast instruction,
10469       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
10470       // obvious.
10471       Value *Op = *i;
10472       if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) > TD->getPointerSizeInBits()) {
10473         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10474           *i = ConstantExpr::getTrunc(C, TD->getIntPtrType());
10475           MadeChange = true;
10476         } else {
10477           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
10478                                 GEP);
10479           *i = Op;
10480           MadeChange = true;
10481         }
10482       } else if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) < TD->getPointerSizeInBits()) {
10483         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10484           *i = ConstantExpr::getSExt(C, TD->getIntPtrType());
10485           MadeChange = true;
10486         } else {
10487           Op = InsertCastBefore(Instruction::SExt, Op, TD->getIntPtrType(),
10488                                 GEP);
10489           *i = Op;
10490           MadeChange = true;
10491         }
10492       }
10493     }
10494   }
10495   if (MadeChange) return &GEP;
10496
10497   // If this GEP instruction doesn't move the pointer, and if the input operand
10498   // is a bitcast of another pointer, just replace the GEP with a bitcast of the
10499   // real input to the dest type.
10500   if (GEP.hasAllZeroIndices()) {
10501     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(GEP.getOperand(0))) {
10502       // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
10503       // converted to match the type of the cast, don't touch this.
10504       if (isa<AllocationInst>(BCI->getOperand(0))) {
10505         // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
10506         if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
10507           if (I != BCI) {
10508             I->takeName(BCI);
10509             BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
10510             ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
10511           }
10512           return &GEP;
10513         }
10514       }
10515       return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
10516     }
10517   }
10518   
10519   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
10520   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
10521   // getelementptr instructions into a single instruction.
10522   //
10523   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
10524   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
10525     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
10526
10527   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
10528     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
10529     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
10530     // avoids us creating a TON of code in some cases.
10531     //
10532     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
10533         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
10534       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
10535
10536     SmallVector<Value*, 8> Indices;
10537
10538     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
10539     bool EndsWithSequential = false;
10540     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
10541            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
10542       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
10543
10544     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
10545     if (EndsWithSequential) {
10546       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
10547       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
10548       //
10549       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
10550       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
10551         Sum = GO1;
10552       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
10553         Sum = SO1;
10554       } else {
10555         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
10556         // target's pointer size.
10557         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
10558           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
10559             SO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
10560           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
10561             GO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
10562           } else {
10563             unsigned PS = TD->getPointerSizeInBits();
10564             if (TD->getTypeSizeInBits(SO1->getType()) == PS) {
10565               // Convert GO1 to SO1's type.
10566               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
10567
10568             } else if (TD->getTypeSizeInBits(GO1->getType()) == PS) {
10569               // Convert SO1 to GO1's type.
10570               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
10571             } else {
10572               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
10573               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
10574               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
10575             }
10576           }
10577         }
10578         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
10579           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
10580         else {
10581           Sum = BinaryOperator::CreateAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
10582           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
10583         }
10584       }
10585
10586       // Recycle the GEP we already have if possible.
10587       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
10588         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
10589         GEP.setOperand(1, Sum);
10590         return &GEP;
10591       } else {
10592         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
10593                        SrcGEPOperands.end()-1);
10594         Indices.push_back(Sum);
10595         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
10596       }
10597     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
10598                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
10599                SrcGEPOperands.size() != 1) {
10600       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
10601       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
10602                      SrcGEPOperands.end());
10603       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
10604     }
10605
10606     if (!Indices.empty())
10607       return GetElementPtrInst::Create(SrcGEPOperands[0], Indices.begin(),
10608                                        Indices.end(), GEP.getName());
10609
10610   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
10611     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
10612     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
10613
10614     // Scan for nonconstants...
10615     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
10616     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
10617     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
10618       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
10619
10620     if (I == E) {  // If they are all constants...
10621       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV,
10622                                                     &Indices[0],Indices.size());
10623
10624       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
10625       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
10626     }
10627   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
10628     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
10629       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
10630     } else if (HasZeroPointerIndex) {
10631       // transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
10632       // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
10633       //
10634       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
10635       //
10636       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
10637       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
10638       if (const ArrayType *XATy =
10639           dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
10640         if (const ArrayType *CATy =
10641             dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
10642           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
10643             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
10644             // to an array of the same type as the destination pointer
10645             // array.  Because the array type is never stepped over (there
10646             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
10647             GEP.setOperand(0, X);
10648             return &GEP;
10649           }
10650     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
10651       // Transform things like:
10652       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
10653       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
10654       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
10655       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
10656       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
10657           TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
10658           TD->getABITypeSize(ResElTy)) {
10659         Value *Idx[2];
10660         Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10661         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
10662         Value *V = InsertNewInstBefore(
10663                GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()), GEP);
10664         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
10665         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
10666       }
10667       
10668       // Transform things like:
10669       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
10670       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
10671       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
10672       
10673       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::Int8Ty) {
10674         uint64_t ArrayEltSize =
10675             TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
10676         
10677         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
10678         // allow either a mul, shift, or constant here.
10679         Value *NewIdx = 0;
10680         ConstantInt *Scale = 0;
10681         if (ArrayEltSize == 1) {
10682           NewIdx = GEP.getOperand(1);
10683           Scale = ConstantInt::get(NewIdx->getType(), 1);
10684         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
10685           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
10686           Scale = CI;
10687         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
10688           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
10689               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
10690             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
10691             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
10692             Scale = ConstantInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmtVal);
10693             NewIdx = Inst->getOperand(0);
10694           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
10695                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
10696             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
10697             NewIdx = Inst->getOperand(0);
10698           }
10699         }
10700         
10701         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
10702         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
10703         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
10704         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
10705         if (Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
10706             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
10707           Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
10708                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
10709           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
10710             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
10711                                                        false /*ZExt*/);
10712             Instruction *Sc = BinaryOperator::CreateMul(NewIdx, C, "idxscale");
10713             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
10714           }
10715
10716           // Insert the new GEP instruction.
10717           Value *Idx[2];
10718           Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10719           Idx[1] = NewIdx;
10720           Instruction *NewGEP =
10721             GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
10722           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
10723           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
10724           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
10725         }
10726       }
10727     }
10728   }
10729
10730   return 0;
10731 }
10732
10733 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
10734   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
10735   if (AI.isArrayAllocation()) {  // Check C != 1
10736     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
10737       const Type *NewTy = 
10738         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
10739       AllocationInst *New = 0;
10740
10741       // Create and insert the replacement instruction...
10742       if (isa<MallocInst>(AI))
10743         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
10744       else {
10745         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
10746         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
10747       }
10748
10749       InsertNewInstBefore(New, AI);
10750
10751       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
10752       // allocas if possible...
10753       //
10754       BasicBlock::iterator It = New;
10755       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
10756
10757       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
10758       // insert our getelementptr instruction...
10759       //
10760       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10761       Value *Idx[2];
10762       Idx[0] = NullIdx;
10763       Idx[1] = NullIdx;
10764       Value *V = GetElementPtrInst::Create(New, Idx, Idx + 2,
10765                                            New->getName()+".sub", It);
10766
10767       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
10768       // allocation.
10769       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
10770     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
10771       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
10772     }
10773   }
10774
10775   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
10776   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
10777   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
10778   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() &&
10779       TD->getABITypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
10780     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
10781
10782   return 0;
10783 }
10784
10785 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
10786   Value *Op = FI.getOperand(0);
10787
10788   // free undef -> unreachable.
10789   if (isa<UndefValue>(Op)) {
10790     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
10791     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
10792                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), &FI);
10793     return EraseInstFromFunction(FI);
10794   }
10795   
10796   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
10797   // when lots of inlining happens.
10798   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
10799     return EraseInstFromFunction(FI);
10800   
10801   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
10802   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
10803     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
10804     return &FI;
10805   }
10806   
10807   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
10808   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
10809     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
10810       AddToWorkList(GEPI);
10811       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
10812       return &FI;
10813     }
10814   }
10815   
10816   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
10817   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
10818     if (MI->hasOneUse()) {
10819       EraseInstFromFunction(FI);
10820       return EraseInstFromFunction(*MI);
10821     }
10822
10823   return 0;
10824 }
10825
10826
10827 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
10828 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
10829                                         const TargetData *TD) {
10830   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
10831   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
10832
10833   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CI)) {
10834     // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
10835     // directly if string length is small enough.
10836     std::string Str;
10837     if (GetConstantStringInfo(CE->getOperand(0), Str) && !Str.empty()) {
10838       unsigned len = Str.length();
10839       const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
10840       unsigned numBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
10841       // Replace LI with immediate integer store.
10842       if ((numBits >> 3) == len + 1) {
10843         APInt StrVal(numBits, 0);
10844         APInt SingleChar(numBits, 0);
10845         if (TD->isLittleEndian()) {
10846           for (signed i = len-1; i >= 0; i--) {
10847             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
10848             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10849           }
10850         } else {
10851           for (unsigned i = 0; i < len; i++) {
10852             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
10853             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10854           }
10855           // Append NULL at the end.
10856           SingleChar = 0;
10857           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10858         }
10859         Value *NL = ConstantInt::get(StrVal);
10860         return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, NL);
10861       }
10862     }
10863   }
10864
10865   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
10866   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
10867     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10868
10869     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
10870          isa<VectorType>(DestPTy)) {
10871       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
10872       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
10873       // constants.
10874       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
10875         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
10876           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
10877             Value *Idxs[2];
10878             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10879             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
10880             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
10881             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10882           }
10883
10884       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
10885             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
10886           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
10887           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
10888           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
10889           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
10890                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
10891
10892         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
10893         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
10894         // the result of the loaded value.
10895         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
10896                                                              CI->getName(),
10897                                                          LI.isVolatile()),LI);
10898         // Now cast the result of the load.
10899         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
10900       }
10901     }
10902   }
10903   return 0;
10904 }
10905
10906 /// isSafeToLoadUnconditionally - Return true if we know that executing a load
10907 /// from this value cannot trap.  If it is not obviously safe to load from the
10908 /// specified pointer, we do a quick local scan of the basic block containing
10909 /// ScanFrom, to determine if the address is already accessed.
10910 static bool isSafeToLoadUnconditionally(Value *V, Instruction *ScanFrom) {
10911   // If it is an alloca it is always safe to load from.
10912   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
10913
10914   // If it is a global variable it is mostly safe to load from.
10915   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
10916     // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
10917     return !isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage();
10918
10919   // Otherwise, be a little bit agressive by scanning the local block where we
10920   // want to check to see if the pointer is already being loaded or stored
10921   // from/to.  If so, the previous load or store would have already trapped,
10922   // so there is no harm doing an extra load (also, CSE will later eliminate
10923   // the load entirely).
10924   BasicBlock::iterator BBI = ScanFrom, E = ScanFrom->getParent()->begin();
10925
10926   while (BBI != E) {
10927     --BBI;
10928
10929     // If we see a free or a call (which might do a free) the pointer could be
10930     // marked invalid.
10931     if (isa<FreeInst>(BBI) || isa<CallInst>(BBI))
10932       return false;
10933     
10934     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
10935       if (LI->getOperand(0) == V) return true;
10936     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
10937       if (SI->getOperand(1) == V) return true;
10938     }
10939
10940   }
10941   return false;
10942 }
10943
10944 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
10945   Value *Op = LI.getOperand(0);
10946
10947   // Attempt to improve the alignment.
10948   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Op);
10949   if (KnownAlign >
10950       (LI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(LI.getType()) :
10951                                 LI.getAlignment()))
10952     LI.setAlignment(KnownAlign);
10953
10954   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
10955   if (isa<CastInst>(Op))
10956     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
10957       return Res;
10958
10959   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
10960   if (LI.isVolatile()) return 0;
10961   
10962   // Do really simple store-to-load forwarding and load CSE, to catch cases
10963   // where there are several consequtive memory accesses to the same location,
10964   // separated by a few arithmetic operations.
10965   BasicBlock::iterator BBI = &LI;
10966   if (Value *AvailableVal = FindAvailableLoadedValue(Op, LI.getParent(), BBI,6))
10967     return ReplaceInstUsesWith(LI, AvailableVal);
10968
10969   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
10970     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
10971     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10972     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) &&
10973         cast<PointerType>(GEPI0->getType())->getAddressSpace() == 0) {
10974       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
10975       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
10976       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
10977       // CFG.
10978       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10979                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10980       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10981     }
10982   } 
10983
10984   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10985     // load null/undef -> undef
10986     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10987     if (isa<UndefValue>(C) || (C->isNullValue() && 
10988         cast<PointerType>(Op->getType())->getAddressSpace() == 0)) {
10989       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
10990       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
10991       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
10992       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10993                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10994       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10995     }
10996
10997     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
10998     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
10999       if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
11000         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
11001
11002     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
11003     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op)) {
11004       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
11005         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
11006           if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
11007             if (Constant *V = 
11008                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
11009               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
11010         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
11011           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
11012           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
11013           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
11014           // CFG.
11015           new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
11016                         Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
11017           return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
11018         }
11019
11020       } else if (CE->isCast()) {
11021         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
11022           return Res;
11023       }
11024     }
11025   }
11026     
11027   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
11028   // is all undef or zero, we know what it loads.
11029   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op->getUnderlyingObject())){
11030     if (GV->isConstant() && GV->hasInitializer()) {
11031       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
11032         return ReplaceInstUsesWith(LI, Constant::getNullValue(LI.getType()));
11033       else if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
11034         return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
11035     }
11036   }
11037
11038   if (Op->hasOneUse()) {
11039     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
11040     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
11041     // exposes redundancy in the code.
11042     //
11043     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
11044     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
11045     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
11046     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
11047     // unconditionally.
11048     //
11049     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
11050       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
11051       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
11052           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
11053         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
11054                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
11055         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
11056                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
11057         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), V1, V2);
11058       }
11059
11060       // load (select (cond, null, P)) -> load P
11061       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
11062         if (C->isNullValue()) {
11063           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
11064           return &LI;
11065         }
11066
11067       // load (select (cond, P, null)) -> load P
11068       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
11069         if (C->isNullValue()) {
11070           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
11071           return &LI;
11072         }
11073     }
11074   }
11075   return 0;
11076 }
11077
11078 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
11079 /// when possible.
11080 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
11081   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
11082   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
11083
11084   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
11085   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
11086     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11087
11088     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
11089       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
11090       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
11091       // constants.
11092       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
11093         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
11094           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
11095             Value* Idxs[2];
11096             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
11097             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
11098             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
11099             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11100           }
11101
11102       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
11103           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
11104                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
11105
11106         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
11107         // the same size.  Instead of casting the pointer before 
11108         // the store, cast the value to be stored.
11109         Value *NewCast;
11110         Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
11111         Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
11112         const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
11113         const Type* CastDstTy = SrcPTy;
11114         if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
11115           if (CastSrcTy->isInteger())
11116             opcode = Instruction::IntToPtr;
11117         } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
11118           if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
11119             opcode = Instruction::PtrToInt;
11120         }
11121         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
11122           NewCast = ConstantExpr::getCast(opcode, C, CastDstTy);
11123         else
11124           NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
11125             CastInst::Create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
11126             SI);
11127         return new StoreInst(NewCast, CastOp);
11128       }
11129     }
11130   }
11131   return 0;
11132 }
11133
11134 /// equivalentAddressValues - Test if A and B will obviously have the same
11135 /// value. This includes recognizing that %t0 and %t1 will have the same
11136 /// value in code like this:
11137 ///   %t0 = getelementptr @a, 0, 3
11138 ///   store i32 0, i32* %t0
11139 ///   %t1 = getelementptr @a, 0, 3
11140 ///   %t2 = load i32* %t1
11141 ///
11142 static bool equivalentAddressValues(Value *A, Value *B) {
11143   // Test if the values are trivially equivalent.
11144   if (A == B) return true;
11145   
11146   // Test if the values come form identical arithmetic instructions.
11147   if (isa<BinaryOperator>(A) ||
11148       isa<CastInst>(A) ||
11149       isa<PHINode>(A) ||
11150       isa<GetElementPtrInst>(A))
11151     if (Instruction *BI = dyn_cast<Instruction>(B))
11152       if (cast<Instruction>(A)->isIdenticalTo(BI))
11153         return true;
11154   
11155   // Otherwise they may not be equivalent.
11156   return false;
11157 }
11158
11159 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
11160   Value *Val = SI.getOperand(0);
11161   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
11162
11163   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
11164     EraseInstFromFunction(SI);
11165     ++NumCombined;
11166     return 0;
11167   }
11168   
11169   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
11170   // alloca dead.
11171   if (Ptr->hasOneUse() && !SI.isVolatile()) {
11172     if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
11173       EraseInstFromFunction(SI);
11174       ++NumCombined;
11175       return 0;
11176     }
11177     
11178     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
11179       if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) &&
11180           GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
11181         EraseInstFromFunction(SI);
11182         ++NumCombined;
11183         return 0;
11184       }
11185   }
11186
11187   // Attempt to improve the alignment.
11188   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr);
11189   if (KnownAlign >
11190       (SI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(Val->getType()) :
11191                                 SI.getAlignment()))
11192     SI.setAlignment(KnownAlign);
11193
11194   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consequtive
11195   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
11196   // situation often occurs with bitfield accesses.
11197   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
11198   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
11199        --ScanInsts) {
11200     --BBI;
11201     
11202     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
11203       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
11204       if (!PrevSI->isVolatile() &&equivalentAddressValues(PrevSI->getOperand(1),
11205                                                           SI.getOperand(1))) {
11206         ++NumDeadStore;
11207         ++BBI;
11208         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
11209         continue;
11210       }
11211       break;
11212     }
11213     
11214     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
11215     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
11216     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
11217     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
11218       if (LI == Val && equivalentAddressValues(LI->getOperand(0), Ptr) &&
11219           !SI.isVolatile()) {
11220         EraseInstFromFunction(SI);
11221         ++NumCombined;
11222         return 0;
11223       }
11224       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
11225       // may not be dead.
11226       break;
11227     }
11228     
11229     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
11230     if (BBI->mayWriteToMemory() || BBI->mayReadFromMemory())
11231       break;
11232   }
11233   
11234   
11235   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
11236
11237   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
11238   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
11239     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
11240       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
11241       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
11242         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
11243       ++NumCombined;
11244     }
11245     return 0;  // Do not modify these!
11246   }
11247
11248   // store undef, Ptr -> noop
11249   if (isa<UndefValue>(Val)) {
11250     EraseInstFromFunction(SI);
11251     ++NumCombined;
11252     return 0;
11253   }
11254
11255   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
11256   // source instead.
11257   if (isa<CastInst>(Ptr))
11258     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11259       return Res;
11260   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
11261     if (CE->isCast())
11262       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11263         return Res;
11264
11265   
11266   // If this store is the last instruction in the basic block, and if the block
11267   // ends with an unconditional branch, try to move it to the successor block.
11268   BBI = &SI; ++BBI;
11269   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
11270     if (BI->isUnconditional())
11271       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
11272         return 0;  // xform done!
11273   
11274   return 0;
11275 }
11276
11277 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
11278 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
11279 /// into a phi node with a store in the successor.
11280 ///
11281 /// Simplify things like:
11282 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
11283 /// into a phi node with a store in the successor.
11284 ///
11285 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
11286   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
11287   
11288   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
11289   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
11290   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
11291   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
11292   
11293   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
11294   // the other predecessor.
11295   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
11296   BasicBlock *OtherBB = 0;
11297   if (*PI != StoreBB)
11298     OtherBB = *PI;
11299   ++PI;
11300   if (PI == pred_end(DestBB))
11301     return false;
11302   
11303   if (*PI != StoreBB) {
11304     if (OtherBB)
11305       return false;
11306     OtherBB = *PI;
11307   }
11308   if (++PI != pred_end(DestBB))
11309     return false;
11310
11311   // Bail out if all the relevant blocks aren't distinct (this can happen,
11312   // for example, if SI is in an infinite loop)
11313   if (StoreBB == DestBB || OtherBB == DestBB)
11314     return false;
11315
11316   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
11317   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
11318   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
11319   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
11320     return false;
11321   
11322   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
11323   // else' case.  there is an instruction before the branch.
11324   StoreInst *OtherStore = 0;
11325   if (OtherBr->isUnconditional()) {
11326     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
11327     --BBI;
11328     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
11329     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
11330       return false;
11331   } else {
11332     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
11333     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
11334     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
11335         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
11336       return false;
11337     
11338     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
11339     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
11340     // lives in OtherBB.
11341     for (;; --BBI) {
11342       // Check to see if we find the matching store.
11343       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
11344         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
11345           return false;
11346         break;
11347       }
11348       // If we find something that may be using or overwriting the stored
11349       // value, or if we run out of instructions, we can't do the xform.
11350       if (BBI->mayReadFromMemory() || BBI->mayWriteToMemory() ||
11351           BBI == OtherBB->begin())
11352         return false;
11353     }
11354     
11355     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
11356     // make sure nothing reads or overwrites the stored value in
11357     // StoreBB.
11358     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
11359       // FIXME: This should really be AA driven.
11360       if (I->mayReadFromMemory() || I->mayWriteToMemory())
11361         return false;
11362     }
11363   }
11364   
11365   // Insert a PHI node now if we need it.
11366   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
11367   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
11368     PHINode *PN = PHINode::Create(MergedVal->getType(), "storemerge");
11369     PN->reserveOperandSpace(2);
11370     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
11371     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
11372     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
11373   }
11374   
11375   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
11376   // insert it.
11377   BBI = DestBB->getFirstNonPHI();
11378   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
11379                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
11380   
11381   // Nuke the old stores.
11382   EraseInstFromFunction(SI);
11383   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
11384   ++NumCombined;
11385   return true;
11386 }
11387
11388
11389 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
11390   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
11391   Value *X = 0;
11392   BasicBlock *TrueDest;
11393   BasicBlock *FalseDest;
11394   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
11395       !isa<Constant>(X)) {
11396     // Swap Destinations and condition...
11397     BI.setCondition(X);
11398     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11399     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11400     return &BI;
11401   }
11402
11403   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
11404   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
11405   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
11406                              TrueDest, FalseDest)))
11407     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
11408          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
11409       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
11410       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
11411       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
11412       NewSCC->takeName(I);
11413       // Swap Destinations and condition...
11414       BI.setCondition(NewSCC);
11415       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11416       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11417       RemoveFromWorkList(I);
11418       I->eraseFromParent();
11419       AddToWorkList(NewSCC);
11420       return &BI;
11421     }
11422
11423   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
11424   ICmpInst::Predicate IPred;
11425   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
11426                       TrueDest, FalseDest)))
11427     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
11428          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
11429          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
11430       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
11431       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
11432       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
11433       NewSCC->takeName(I);
11434       // Swap Destinations and condition...
11435       BI.setCondition(NewSCC);
11436       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11437       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11438       RemoveFromWorkList(I);
11439       I->eraseFromParent();;
11440       AddToWorkList(NewSCC);
11441       return &BI;
11442     }
11443
11444   return 0;
11445 }
11446
11447 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
11448   Value *Cond = SI.getCondition();
11449   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
11450     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
11451       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
11452         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
11453         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
11454           SI.setOperand(i,ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
11455                                                 AddRHS));
11456         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
11457         AddToWorkList(I);
11458         return &SI;
11459       }
11460   }
11461   return 0;
11462 }
11463
11464 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
11465   Value *Agg = EV.getAggregateOperand();
11466
11467   if (!EV.hasIndices())
11468     return ReplaceInstUsesWith(EV, Agg);
11469
11470   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Agg)) {
11471     if (isa<UndefValue>(C))
11472       return ReplaceInstUsesWith(EV, UndefValue::get(EV.getType()));
11473       
11474     if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
11475       return ReplaceInstUsesWith(EV, Constant::getNullValue(EV.getType()));
11476
11477     if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantStruct>(C)) {
11478       // Extract the element indexed by the first index out of the constant
11479       Value *V = C->getOperand(*EV.idx_begin());
11480       if (EV.getNumIndices() > 1)
11481         // Extract the remaining indices out of the constant indexed by the
11482         // first index
11483         return ExtractValueInst::Create(V, EV.idx_begin() + 1, EV.idx_end());
11484       else
11485         return ReplaceInstUsesWith(EV, V);
11486     }
11487     return 0; // Can't handle other constants
11488   } 
11489   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
11490     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
11491     const unsigned *exti, *exte, *insi, *inse;
11492     for (exti = EV.idx_begin(), insi = IV->idx_begin(),
11493          exte = EV.idx_end(), inse = IV->idx_end();
11494          exti != exte && insi != inse;
11495          ++exti, ++insi) {
11496       if (*insi != *exti)
11497         // The insert and extract both reference distinctly different elements.
11498         // This means the extract is not influenced by the insert, and we can
11499         // replace the aggregate operand of the extract with the aggregate
11500         // operand of the insert. i.e., replace
11501         // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
11502         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 0
11503         // with
11504         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 0
11505         return ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
11506                                         EV.idx_begin(), EV.idx_end());
11507     }
11508     if (exti == exte && insi == inse)
11509       // Both iterators are at the end: Index lists are identical. Replace
11510       // %B = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
11511       // %C = extractvalue { i32, { i32 } } %B, 1, 0
11512       // with "i32 42"
11513       return ReplaceInstUsesWith(EV, IV->getInsertedValueOperand());
11514     if (exti == exte) {
11515       // The extract list is a prefix of the insert list. i.e. replace
11516       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
11517       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1
11518       // with
11519       // %X = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 1
11520       // %E = insertvalue { i32 } %X, i32 42, 0
11521       // by switching the order of the insert and extract (though the
11522       // insertvalue should be left in, since it may have other uses).
11523       Value *NewEV = InsertNewInstBefore(
11524         ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
11525                                  EV.idx_begin(), EV.idx_end()),
11526         EV);
11527       return InsertValueInst::Create(NewEV, IV->getInsertedValueOperand(),
11528                                      insi, inse);
11529     }
11530     if (insi == inse)
11531       // The insert list is a prefix of the extract list
11532       // We can simply remove the common indices from the extract and make it
11533       // operate on the inserted value instead of the insertvalue result.
11534       // i.e., replace
11535       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
11536       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1, 0
11537       // with
11538       // %E extractvalue { i32 } { i32 42 }, 0
11539       return ExtractValueInst::Create(IV->getInsertedValueOperand(), 
11540                                       exti, exte);
11541   }
11542   // Can't simplify extracts from other values. Note that nested extracts are
11543   // already simplified implicitely by the above (extract ( extract (insert) )
11544   // will be translated into extract ( insert ( extract ) ) first and then just
11545   // the value inserted, if appropriate).
11546   return 0;
11547 }
11548
11549 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
11550 /// is to leave as a vector operation.
11551 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
11552   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
11553     return true;
11554   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
11555     if (isConstant) return true;
11556     // If all elts are the same, we can extract.
11557     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
11558     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
11559       if (C->getOperand(i) != Op0)
11560         return false;
11561     return true;
11562   }
11563   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
11564   if (!I) return false;
11565   
11566   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
11567   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
11568   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
11569       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
11570     return true;
11571   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
11572     return true;
11573   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
11574     if (BO->hasOneUse() &&
11575         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
11576          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
11577       return true;
11578   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
11579     if (CI->hasOneUse() &&
11580         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
11581          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
11582       return true;
11583   
11584   return false;
11585 }
11586
11587 /// Read and decode a shufflevector mask.
11588 ///
11589 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
11590 /// elements in the input.
11591 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
11592   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
11593   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
11594     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
11595   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
11596     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
11597
11598   std::vector<unsigned> Result;
11599   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
11600   for (User::const_op_iterator i = CP->op_begin(), e = CP->op_end(); i!=e; ++i)
11601     if (isa<UndefValue>(*i))
11602       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
11603     else
11604       Result.push_back(cast<ConstantInt>(*i)->getZExtValue());
11605   return Result;
11606 }
11607
11608 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
11609 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
11610 /// extracted from the vector.
11611 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
11612   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
11613   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
11614   unsigned Width = PTy->getNumElements();
11615   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
11616     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11617   
11618   if (isa<UndefValue>(V))
11619     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11620   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
11621     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
11622   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
11623     return CP->getOperand(EltNo);
11624   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11625     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
11626     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
11627       return 0;
11628     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
11629     
11630     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
11631     // inserted value.
11632     if (EltNo == IIElt) 
11633       return III->getOperand(1);
11634     
11635     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
11636     // vector input.
11637     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
11638   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
11639     unsigned LHSWidth =
11640       cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11641     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
11642     if (InEl < LHSWidth)
11643       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
11644     else if (InEl < LHSWidth*2)
11645       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - LHSWidth);
11646     else
11647       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11648   }
11649   
11650   // Otherwise, we don't know.
11651   return 0;
11652 }
11653
11654 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
11655   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
11656   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
11657     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11658
11659   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
11660   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
11661     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
11662   
11663   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
11664     // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
11665     // that element. When the elements are not identical, we cannot replace yet
11666     // (we do that below, but only when the index is constant).
11667     Constant *op0 = C->getOperand(0);
11668     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
11669       if (C->getOperand(i) != op0) {
11670         op0 = 0; 
11671         break;
11672       }
11673     if (op0)
11674       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
11675   }
11676   
11677   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
11678   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
11679   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
11680     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
11681     unsigned VectorWidth = 
11682       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11683       
11684     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
11685     // crashing the code below.
11686     if (IndexVal >= VectorWidth)
11687       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11688     
11689     // This instruction only demands the single element from the input vector.
11690     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
11691     // property.
11692     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
11693       uint64_t UndefElts;
11694       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
11695                                                 1 << IndexVal,
11696                                                 UndefElts)) {
11697         EI.setOperand(0, V);
11698         return &EI;
11699       }
11700     }
11701     
11702     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
11703       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
11704     
11705     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
11706     // the same number of elements, see if we can find the source element from
11707     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
11708     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
11709       if (const VectorType *VT = 
11710               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
11711         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
11712           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
11713             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
11714     }
11715   }
11716   
11717   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
11718     if (I->hasOneUse()) {
11719       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
11720       // profitable to do so
11721       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
11722         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
11723         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
11724           ExtractElementInst *newEI0 = 
11725             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
11726                                    EI.getName()+".lhs");
11727           ExtractElementInst *newEI1 =
11728             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
11729                                    EI.getName()+".rhs");
11730           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
11731           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
11732           return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
11733         }
11734       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
11735         unsigned AS = 
11736           cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
11737         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(I->getOperand(0),
11738                                          PointerType::get(EI.getType(), AS),EI);
11739         GetElementPtrInst *GEP =
11740           GetElementPtrInst::Create(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName()+".gep");
11741         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
11742         return new LoadInst(GEP);
11743       }
11744     }
11745     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
11746       // Extracting the inserted element?
11747       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
11748         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
11749       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
11750       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
11751       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
11752           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
11753         AddUsesToWorkList(EI);
11754         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
11755         return &EI;
11756       }
11757     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
11758       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
11759       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
11760       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
11761         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
11762         Value *Src;
11763         unsigned LHSWidth =
11764           cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11765
11766         if (SrcIdx < LHSWidth)
11767           Src = SVI->getOperand(0);
11768         else if (SrcIdx < LHSWidth*2) {
11769           SrcIdx -= LHSWidth;
11770           Src = SVI->getOperand(1);
11771         } else {
11772           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11773         }
11774         return new ExtractElementInst(Src, SrcIdx);
11775       }
11776     }
11777   }
11778   return 0;
11779 }
11780
11781 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
11782 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
11783 /// Otherwise, return false.
11784 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
11785                                          std::vector<Constant*> &Mask) {
11786   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
11787          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
11788   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
11789
11790   if (isa<UndefValue>(V)) {
11791     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11792     return true;
11793   } else if (V == LHS) {
11794     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11795       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
11796     return true;
11797   } else if (V == RHS) {
11798     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11799       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i+NumElts));
11800     return true;
11801   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11802     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
11803     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
11804     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
11805     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
11806     
11807     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
11808       return false;
11809     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11810     
11811     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
11812       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
11813       // transitively ok.
11814       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
11815         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
11816         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::Int32Ty);
11817         return true;
11818       }      
11819     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
11820       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
11821           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
11822         unsigned ExtractedIdx =
11823           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11824         
11825         // This must be extracting from either LHS or RHS.
11826         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
11827           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
11828           // transitively ok.
11829           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
11830             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
11831             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
11832               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11833                  ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
11834             } else {
11835               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
11836               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11837                 ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
11838               
11839             }
11840             return true;
11841           }
11842         }
11843       }
11844     }
11845   }
11846   // TODO: Handle shufflevector here!
11847   
11848   return false;
11849 }
11850
11851 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
11852 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
11853 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
11854 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
11855                                      Value *&RHS) {
11856   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
11857          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
11858          "Invalid shuffle!");
11859   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
11860
11861   if (isa<UndefValue>(V)) {
11862     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11863     return V;
11864   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
11865     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0));
11866     return V;
11867   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11868     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
11869     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
11870     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
11871     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
11872     
11873     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
11874       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
11875           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
11876         unsigned ExtractedIdx =
11877           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11878         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11879         
11880         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
11881         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
11882         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
11883           RHS = EI->getOperand(0);
11884           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
11885           Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11886             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
11887           return V;
11888         }
11889         
11890         if (VecOp == RHS) {
11891           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
11892           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
11893           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
11894             if (i != InsertedIdx)
11895               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+i);
11896           }
11897           return V;
11898         }
11899         
11900         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
11901         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
11902         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
11903           return EI->getOperand(0);
11904         
11905       }
11906     }
11907   }
11908   // TODO: Handle shufflevector here!
11909   
11910   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
11911   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11912     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
11913   return V;
11914 }
11915
11916 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
11917   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
11918   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
11919   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
11920   
11921   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
11922   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
11923     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
11924   
11925   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
11926   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
11927   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
11928     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
11929         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
11930       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
11931       unsigned ExtractedIdx =
11932         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11933       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11934       
11935       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
11936         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
11937       
11938       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
11939         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
11940       
11941       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
11942       // back into the same place, just use the input vector.
11943       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
11944         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
11945       
11946       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
11947       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
11948       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
11949       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
11950       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
11951         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
11952         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
11953         // Build a new shuffle mask.
11954         std::vector<Constant*> Mask;
11955         if (isa<UndefValue>(VecOp))
11956           Mask.assign(NumVectorElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11957         else {
11958           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
11959           Mask.assign(NumVectorElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
11960                                                        NumVectorElts));
11961         } 
11962         Mask[InsertedIdx] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
11963         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
11964                                      ConstantVector::get(Mask));
11965       }
11966       
11967       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
11968       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
11969       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
11970         std::vector<Constant*> Mask;
11971         Value *RHS = 0;
11972         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
11973         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
11974         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
11975         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
11976       }
11977     }
11978   }
11979
11980   return 0;
11981 }
11982
11983
11984 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
11985   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
11986   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
11987   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
11988
11989   bool MadeChange = false;
11990
11991   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
11992   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
11993     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
11994
11995   uint64_t UndefElts;
11996   unsigned VWidth = cast<VectorType>(SVI.getType())->getNumElements();
11997
11998   if (VWidth != cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements())
11999     return 0;
12000
12001   uint64_t AllOnesEltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
12002   if (VWidth <= 64 &&
12003       SimplifyDemandedVectorElts(&SVI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
12004     LHS = SVI.getOperand(0);
12005     RHS = SVI.getOperand(1);
12006     MadeChange = true;
12007   }
12008   
12009   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
12010   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
12011   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
12012     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
12013       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
12014       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
12015     }
12016     
12017     // Remap any references to RHS to use LHS.
12018     std::vector<Constant*> Elts;
12019     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
12020       if (Mask[i] >= 2*e)
12021         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
12022       else {
12023         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
12024             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS))) {
12025           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
12026           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
12027         } else {
12028           Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
12029           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
12030         }
12031       }
12032     }
12033     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
12034     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
12035     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
12036     LHS = SVI.getOperand(0);
12037     RHS = SVI.getOperand(1);
12038     MadeChange = true;
12039   }
12040   
12041   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
12042   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
12043     
12044   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
12045     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
12046     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
12047     isLHSID &= (Mask[i] == i);
12048       
12049     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
12050     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
12051   }
12052
12053   // Eliminate identity shuffles.
12054   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
12055   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
12056   
12057   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
12058   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
12059   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
12060   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
12061   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
12062   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
12063   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
12064   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
12065   // (splat(splat)) -> splat.
12066   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
12067     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
12068       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
12069
12070       std::vector<unsigned> NewMask;
12071       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
12072         if (Mask[i] >= 2*e)
12073           NewMask.push_back(2*e);
12074         else
12075           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
12076       
12077       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
12078       // the replacement.
12079       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
12080         std::vector<Constant*> Elts;
12081         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
12082           if (NewMask[i] >= e*2) {
12083             Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
12084           } else {
12085             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
12086           }
12087         }
12088         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
12089                                      LHSSVI->getOperand(1),
12090                                      ConstantVector::get(Elts));
12091       }
12092     }
12093   }
12094
12095   return MadeChange ? &SVI : 0;
12096 }
12097
12098
12099
12100
12101 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
12102 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
12103 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
12104 /// end of its block.
12105 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
12106   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
12107
12108   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
12109   if (isa<PHINode>(I) || I->mayWriteToMemory() || isa<TerminatorInst>(I))
12110     return false;
12111
12112   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
12113   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
12114         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
12115     return false;
12116
12117   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
12118   // the end of block that could change the value.
12119   if (I->mayReadFromMemory()) {
12120     for (BasicBlock::iterator Scan = I, E = I->getParent()->end();
12121          Scan != E; ++Scan)
12122       if (Scan->mayWriteToMemory())
12123         return false;
12124   }
12125
12126   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstNonPHI();
12127
12128   I->moveBefore(InsertPos);
12129   ++NumSunkInst;
12130   return true;
12131 }
12132
12133
12134 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
12135 /// all reachable code to the worklist.
12136 ///
12137 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
12138 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
12139 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
12140 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
12141 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
12142 ///
12143 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
12144                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
12145                                        InstCombiner &IC,
12146                                        const TargetData *TD) {
12147   SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
12148   Worklist.push_back(BB);
12149
12150   while (!Worklist.empty()) {
12151     BB = Worklist.back();
12152     Worklist.pop_back();
12153     
12154     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
12155     if (!Visited.insert(BB)) continue;
12156
12157     DbgInfoIntrinsic *DBI_Prev = NULL;
12158     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
12159       Instruction *Inst = BBI++;
12160       
12161       // DCE instruction if trivially dead.
12162       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
12163         ++NumDeadInst;
12164         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
12165         Inst->eraseFromParent();
12166         continue;
12167       }
12168       
12169       // ConstantProp instruction if trivially constant.
12170       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD)) {
12171         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
12172         Inst->replaceAllUsesWith(C);
12173         ++NumConstProp;
12174         Inst->eraseFromParent();
12175         continue;
12176       }
12177      
12178       // If there are two consecutive llvm.dbg.stoppoint calls then
12179       // it is likely that the optimizer deleted code in between these
12180       // two intrinsics. 
12181       DbgInfoIntrinsic *DBI_Next = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(Inst);
12182       if (DBI_Next) {
12183         if (DBI_Prev
12184             && DBI_Prev->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint
12185             && DBI_Next->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint) {
12186           IC.RemoveFromWorkList(DBI_Prev);
12187           DBI_Prev->eraseFromParent();
12188         }
12189         DBI_Prev = DBI_Next;
12190       }
12191
12192       IC.AddToWorkList(Inst);
12193     }
12194
12195     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
12196     // constant, only visit the reachable successor.
12197     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
12198     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
12199       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
12200         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
12201         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
12202         Worklist.push_back(ReachableBB);
12203         continue;
12204       }
12205     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
12206       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
12207         // See if this is an explicit destination.
12208         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12209           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
12210             BasicBlock *ReachableBB = SI->getSuccessor(i);
12211             Worklist.push_back(ReachableBB);
12212             continue;
12213           }
12214         
12215         // Otherwise it is the default destination.
12216         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
12217         continue;
12218       }
12219     }
12220     
12221     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12222       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
12223   }
12224 }
12225
12226 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
12227   bool Changed = false;
12228   TD = &getAnalysis<TargetData>();
12229   
12230   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
12231              << F.getNameStr() << "\n");
12232
12233   {
12234     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
12235     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
12236     // track of which blocks we visit.
12237     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
12238     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
12239
12240     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
12241     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
12242     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
12243     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
12244       if (!Visited.count(BB)) {
12245         Instruction *Term = BB->getTerminator();
12246         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
12247           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
12248
12249           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12250           ++NumDeadInst;
12251
12252           if (!I->use_empty())
12253             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
12254           I->eraseFromParent();
12255         }
12256       }
12257   }
12258
12259   while (!Worklist.empty()) {
12260     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
12261     if (I == 0) continue;  // skip null values.
12262
12263     // Check to see if we can DCE the instruction.
12264     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12265       // Add operands to the worklist.
12266       if (I->getNumOperands() < 4)
12267         AddUsesToWorkList(*I);
12268       ++NumDeadInst;
12269
12270       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12271
12272       I->eraseFromParent();
12273       RemoveFromWorkList(I);
12274       continue;
12275     }
12276
12277     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
12278     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD)) {
12279       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
12280
12281       // Add operands to the worklist.
12282       AddUsesToWorkList(*I);
12283       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
12284
12285       ++NumConstProp;
12286       I->eraseFromParent();
12287       RemoveFromWorkList(I);
12288       continue;
12289     }
12290
12291     if (TD && I->getType()->getTypeID() == Type::VoidTyID) {
12292       // See if we can constant fold its operands.
12293       for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i) {
12294         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(i)) {
12295           if (Constant *NewC = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD))
12296             i->set(NewC);
12297         }
12298       }
12299     }
12300
12301     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
12302     if (I->hasOneUse()) {
12303       BasicBlock *BB = I->getParent();
12304       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
12305       if (UserParent != BB) {
12306         bool UserIsSuccessor = false;
12307         // See if the user is one of our successors.
12308         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
12309           if (*SI == UserParent) {
12310             UserIsSuccessor = true;
12311             break;
12312           }
12313
12314         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
12315         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
12316         // otherwise), we can keep going.
12317         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
12318             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
12319           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
12320           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
12321       }
12322     }
12323
12324     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
12325 #ifndef NDEBUG
12326     std::string OrigI;
12327 #endif
12328     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
12329     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
12330       ++NumCombined;
12331       // Should we replace the old instruction with a new one?
12332       if (Result != I) {
12333         DOUT << "IC: Old = " << *I
12334              << "    New = " << *Result;
12335
12336         // Everything uses the new instruction now.
12337         I->replaceAllUsesWith(Result);
12338
12339         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
12340         AddToWorkList(Result);
12341         AddUsersToWorkList(*Result);
12342
12343         // Move the name to the new instruction first.
12344         Result->takeName(I);
12345
12346         // Insert the new instruction into the basic block...
12347         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
12348         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
12349
12350         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
12351           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
12352             ++InsertPos;
12353
12354         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
12355
12356         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
12357         // use counts.
12358         AddUsesToWorkList(*I);
12359
12360         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
12361         // we do not process an instruction that has been deleted.
12362         RemoveFromWorkList(I);
12363
12364         // Erase the old instruction.
12365         InstParent->getInstList().erase(I);
12366       } else {
12367 #ifndef NDEBUG
12368         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
12369              << "    New = " << *I;
12370 #endif
12371
12372         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
12373         // if so, remove it.
12374         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12375           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
12376           // use counts.
12377           AddUsesToWorkList(*I);
12378
12379           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
12380           // occurrences of this instruction.
12381           RemoveFromWorkList(I);
12382           I->eraseFromParent();
12383         } else {
12384           AddToWorkList(I);
12385           AddUsersToWorkList(*I);
12386         }
12387       }
12388       Changed = true;
12389     }
12390   }
12391
12392   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
12393     
12394   // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
12395   WorklistMap.clear();
12396   return Changed;
12397 }
12398
12399
12400 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
12401   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
12402   
12403   bool EverMadeChange = false;
12404
12405   // Iterate while there is work to do.
12406   unsigned Iteration = 0;
12407   while (DoOneIteration(F, Iteration++))
12408     EverMadeChange = true;
12409   return EverMadeChange;
12410 }
12411
12412 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
12413   return new InstCombiner();
12414 }
12415
12416