If there are two consecutive llvm.dbg.stoppoint calls then
[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     /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
348     /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
349     /// casts that are known to not do anything...
350     ///
351     Value *InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
352                                    Value *V, const Type *DestTy,
353                                    Instruction *InsertBefore);
354
355     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
356     /// commutative operators.
357     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
358
359     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
360     /// most-complex to least-complex order.
361     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
362
363     /// SimplifyDemandedBits - Attempts to replace V with a simpler value based
364     /// on the demanded bits.
365     bool SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
366                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
367                               unsigned Depth = 0);
368
369     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
370                                       uint64_t &UndefElts, unsigned Depth = 0);
371       
372     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
373     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
374     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
375     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
376
377     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
378     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
379     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
380     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
381     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
382     
383     
384     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
385                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
386     
387     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
388                               bool isSub, Instruction &I);
389     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
390                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
391     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocationInst &AI);
392     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
393     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
394     Instruction *SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI);
395     Instruction *SimplifyMemSet(MemSetInst *MI);
396
397
398     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
399
400     bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
401                                     unsigned CastOpc,
402                                     int &NumCastsRemoved);
403     unsigned GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
404                                         unsigned PrefAlign = 0);
405
406   };
407 }
408
409 char InstCombiner::ID = 0;
410 static RegisterPass<InstCombiner>
411 X("instcombine", "Combine redundant instructions");
412
413 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
414 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
415 static unsigned getComplexity(Value *V) {
416   if (isa<Instruction>(V)) {
417     if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
418       return 3;
419     return 4;
420   }
421   if (isa<Argument>(V)) return 3;
422   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
423 }
424
425 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
426 // it.
427 static bool isOnlyUse(Value *V) {
428   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
429 }
430
431 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
432 // though a va_arg area...
433 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
434   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
435     if (ITy->getBitWidth() < 32)
436       return Type::Int32Ty;
437   }
438   return Ty;
439 }
440
441 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst, a constant
442 /// expression bitcast, or a GetElementPtrInst with all zero indices, return the
443 /// operand value, otherwise return null.
444 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
445   if (BitCastInst *I = dyn_cast<BitCastInst>(V))
446     // BitCastInst?
447     return I->getOperand(0);
448   else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
449     // GetElementPtrInst?
450     if (GEP->hasAllZeroIndices())
451       return GEP->getOperand(0);
452   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
453     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
454       // BitCast ConstantExp?
455       return CE->getOperand(0);
456     else if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
457       // GetElementPtr ConstantExp?
458       for (User::op_iterator I = CE->op_begin() + 1, E = CE->op_end();
459            I != E; ++I) {
460         ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I);
461         if (!CI || !CI->isZero())
462           // Any non-zero indices? Not cast-like.
463           return 0;
464       }
465       // All-zero indices? This is just like casting.
466       return CE->getOperand(0);
467     }
468   }
469   return 0;
470 }
471
472 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
473 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
474 static Instruction::CastOps 
475 isEliminableCastPair(
476   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
477   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
478   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
479   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
480 ) {
481   
482   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
483   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
484
485   // Get the opcodes of the two Cast instructions
486   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
487   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
488
489   return Instruction::CastOps(
490       CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
491                                      DstTy, TD->getIntPtrType()));
492 }
493
494 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
495 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
496 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
497 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
498                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
499   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
500   
501   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
502   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
503     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD)) 
504       return false;
505   return true;
506 }
507
508 /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
509 /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
510 /// casts that are known to not do anything...
511 ///
512 Value *InstCombiner::InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
513                                              Value *V, const Type *DestTy,
514                                              Instruction *InsertBefore) {
515   if (V->getType() == DestTy) return V;
516   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
517     return ConstantExpr::getCast(opcode, C, DestTy);
518   
519   return InsertCastBefore(opcode, V, DestTy, *InsertBefore);
520 }
521
522 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
523 // operators:
524 //
525 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
526 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
527 //     binary operators.
528 //
529 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
530 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
531 //
532 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
533   bool Changed = false;
534   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
535     Changed = !I.swapOperands();
536
537   if (!I.isAssociative()) return Changed;
538   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
539   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
540     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
541       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
542         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
543                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
544                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
545         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
546         I.setOperand(1, Folded);
547         return true;
548       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
549         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
550             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
551           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
552           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
553
554           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
555           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
556           Instruction *New = BinaryOperator::Create(Opcode, Op->getOperand(0),
557                                                     Op1->getOperand(0),
558                                                     Op1->getName(), &I);
559           AddToWorkList(New);
560           I.setOperand(0, New);
561           I.setOperand(1, Folded);
562           return true;
563         }
564     }
565   return Changed;
566 }
567
568 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
569 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
570 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
571 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
572   if (getComplexity(I.getOperand(0)) >= getComplexity(I.getOperand(1)))
573     return false;
574   I.swapOperands();
575   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
576   return true;
577 }
578
579 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
580 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
581 //
582 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
583   if (BinaryOperator::isNeg(V))
584     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
585
586   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
587   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
588     return ConstantExpr::getNeg(C);
589
590   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V))
591     if (C->getType()->getElementType()->isInteger())
592       return ConstantExpr::getNeg(C);
593
594   return 0;
595 }
596
597 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
598   if (BinaryOperator::isNot(V))
599     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
600
601   // Constants can be considered to be not'ed values...
602   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
603     return ConstantInt::get(~C->getValue());
604   return 0;
605 }
606
607 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
608 // other computations (because it has a constant operand), return the
609 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
610 // Otherwise, return null.
611 //
612 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
613   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
614     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
615       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
616         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
617           return I->getOperand(0);
618       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
619         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
620           // The multiplier is really 1 << CST.
621           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
622           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
623           CST = ConstantInt::get(APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
624           return I->getOperand(0);
625         }
626     }
627   return 0;
628 }
629
630 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
631 /// expression, return it.
632 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
633   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
634   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
635     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
636       return cast<User>(V);
637   return false;
638 }
639
640 /// getOpcode - If this is an Instruction or a ConstantExpr, return the
641 /// opcode value. Otherwise return UserOp1.
642 static unsigned getOpcode(const Value *V) {
643   if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
644     return I->getOpcode();
645   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
646     return CE->getOpcode();
647   // Use UserOp1 to mean there's no opcode.
648   return Instruction::UserOp1;
649 }
650
651 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
652 static ConstantInt *AddOne(ConstantInt *C) {
653   APInt Val(C->getValue());
654   return ConstantInt::get(++Val);
655 }
656 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
657 static ConstantInt *SubOne(ConstantInt *C) {
658   APInt Val(C->getValue());
659   return ConstantInt::get(--Val);
660 }
661 /// Add - Add two ConstantInts together
662 static ConstantInt *Add(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
663   return ConstantInt::get(C1->getValue() + C2->getValue());
664 }
665 /// And - Bitwise AND two ConstantInts together
666 static ConstantInt *And(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
667   return ConstantInt::get(C1->getValue() & C2->getValue());
668 }
669 /// Subtract - Subtract one ConstantInt from another
670 static ConstantInt *Subtract(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
671   return ConstantInt::get(C1->getValue() - C2->getValue());
672 }
673 /// Multiply - Multiply two ConstantInts together
674 static ConstantInt *Multiply(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
675   return ConstantInt::get(C1->getValue() * C2->getValue());
676 }
677 /// MultiplyOverflows - True if the multiply can not be expressed in an int
678 /// this size.
679 static bool MultiplyOverflows(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2, bool sign) {
680   uint32_t W = C1->getBitWidth();
681   APInt LHSExt = C1->getValue(), RHSExt = C2->getValue();
682   if (sign) {
683     LHSExt.sext(W * 2);
684     RHSExt.sext(W * 2);
685   } else {
686     LHSExt.zext(W * 2);
687     RHSExt.zext(W * 2);
688   }
689
690   APInt MulExt = LHSExt * RHSExt;
691
692   if (sign) {
693     APInt Min = APInt::getSignedMinValue(W).sext(W * 2);
694     APInt Max = APInt::getSignedMaxValue(W).sext(W * 2);
695     return MulExt.slt(Min) || MulExt.sgt(Max);
696   } else 
697     return MulExt.ugt(APInt::getLowBitsSet(W * 2, W));
698 }
699
700
701 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
702 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
703 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
704 /// constant and return true.
705 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
706                                    APInt Demanded) {
707   assert(I && "No instruction?");
708   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
709
710   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
711   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
712   if (!OpC) return false;
713
714   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
715   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
716   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
717     return false;
718
719   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
720   Demanded &= OpC->getValue();
721   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(Demanded));
722   return true;
723 }
724
725 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
726 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
727 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
728 // min/max.
729 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
730                                                    const APInt& KnownZero,
731                                                    const APInt& KnownOne,
732                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
733   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
734   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
735          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
736          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() == BitWidth &&
737          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
738   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
739
740   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
741   // bit if it is unknown.
742   Min = KnownOne;
743   Max = KnownOne|UnknownBits;
744   
745   if (UnknownBits[BitWidth-1]) { // Sign bit is unknown
746     Min.set(BitWidth-1);
747     Max.clear(BitWidth-1);
748   }
749 }
750
751 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
752 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
753 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
754 // min/max.
755 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
756                                                      const APInt &KnownZero,
757                                                      const APInt &KnownOne,
758                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
759   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(); BitWidth = BitWidth;
760   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
761          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
762          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() &&
763          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
764   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
765   
766   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
767   Min = KnownOne;
768   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
769   Max = KnownOne|UnknownBits;
770 }
771
772 /// SimplifyDemandedBits - This function attempts to replace V with a simpler
773 /// value based on the demanded bits. When this function is called, it is known
774 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
775 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
776 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
777 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
778 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
779 /// to be one in the expression. KnownZero contains all the bits that are known
780 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
781 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
782 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
783 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
784 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
785 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
786 /// and KnownOne must all be the same.
787 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask,
788                                         APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
789                                         unsigned Depth) {
790   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
791   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
792   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
793   const IntegerType *VTy = cast<IntegerType>(V->getType());
794   assert(VTy->getBitWidth() == BitWidth && 
795          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
796          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
797          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne \
798           must have same BitWidth");
799   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
800     // We know all of the bits for a constant!
801     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
802     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
803     return false;
804   }
805   
806   KnownZero.clear(); 
807   KnownOne.clear();
808   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
809     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
810       // Just compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
811       ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
812       return false;
813     }
814     // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
815     // just set the DemandedMask to all bits.
816     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
817   } else if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
818     if (V != UndefValue::get(VTy))
819       return UpdateValueUsesWith(V, UndefValue::get(VTy));
820     return false;
821   } else if (Depth == 6) {        // Limit search depth.
822     return false;
823   }
824   
825   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
826   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
827
828   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
829   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
830   switch (I->getOpcode()) {
831   default:
832     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
833     break;
834   case Instruction::And:
835     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
836     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
837                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
838       return true;
839     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
840            "Bits known to be one AND zero?"); 
841
842     // If something is known zero on the RHS, the bits aren't demanded on the
843     // LHS.
844     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
845                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
846       return true;
847     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
848            "Bits known to be one AND zero?"); 
849
850     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
851     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
852     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
853         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
854       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
855     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
856         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
857       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
858     
859     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
860     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
861       return UpdateValueUsesWith(I, Constant::getNullValue(VTy));
862       
863     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
864     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
865       return UpdateValueUsesWith(I, I);
866       
867     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
868     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
869     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
870     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
871     break;
872   case Instruction::Or:
873     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
874     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
875                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
876       return true;
877     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
878            "Bits known to be one AND zero?"); 
879     // If something is known one on the RHS, the bits aren't demanded on the
880     // LHS.
881     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
882                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
883       return true;
884     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
885            "Bits known to be one AND zero?"); 
886     
887     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
888     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
889     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
890         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
891       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
892     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
893         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
894       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
895
896     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
897     // the other side, just use the 'other' side.
898     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
899         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
900       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
901     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
902         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
903       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
904         
905     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
906     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
907       return UpdateValueUsesWith(I, I);
908           
909     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
910     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
911     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
912     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
913     break;
914   case Instruction::Xor: {
915     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
916                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
917       return true;
918     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
919            "Bits known to be one AND zero?"); 
920     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
921                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
922       return true;
923     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
924            "Bits known to be one AND zero?"); 
925     
926     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
927     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
928     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
929       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
930     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
931       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
932     
933     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
934     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
935                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
936     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
937     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
938                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
939     
940     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
941     // other, turn this into an *inclusive* or.
942     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
943     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
944       Instruction *Or =
945         BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
946                                  I->getName());
947       InsertNewInstBefore(Or, *I);
948       return UpdateValueUsesWith(I, Or);
949     }
950     
951     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
952     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
953     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
954     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
955     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
956       // all known
957       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
958         Constant *AndC = ConstantInt::get(~RHSKnownOne & DemandedMask);
959         Instruction *And = 
960           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
961         InsertNewInstBefore(And, *I);
962         return UpdateValueUsesWith(I, And);
963       }
964     }
965     
966     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
967     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
968     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
969       return UpdateValueUsesWith(I, I);
970     
971     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
972     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
973     break;
974   }
975   case Instruction::Select:
976     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(2), DemandedMask,
977                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
978       return true;
979     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
980                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
981       return true;
982     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
983            "Bits known to be one AND zero?"); 
984     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
985            "Bits known to be one AND zero?"); 
986     
987     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
988     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
989       return UpdateValueUsesWith(I, I);
990     if (ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
991       return UpdateValueUsesWith(I, I);
992     
993     // Only known if known in both the LHS and RHS.
994     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
995     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
996     break;
997   case Instruction::Trunc: {
998     uint32_t truncBf = 
999       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
1000     DemandedMask.zext(truncBf);
1001     RHSKnownZero.zext(truncBf);
1002     RHSKnownOne.zext(truncBf);
1003     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
1004                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1005       return true;
1006     DemandedMask.trunc(BitWidth);
1007     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
1008     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
1009     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1010            "Bits known to be one AND zero?"); 
1011     break;
1012   }
1013   case Instruction::BitCast:
1014     if (!I->getOperand(0)->getType()->isInteger())
1015       return false;
1016       
1017     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1018                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1019       return true;
1020     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1021            "Bits known to be one AND zero?"); 
1022     break;
1023   case Instruction::ZExt: {
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     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1029     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1030     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1031     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1032                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1033       return true;
1034     DemandedMask.zext(BitWidth);
1035     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1036     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1037     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1038            "Bits known to be one AND zero?"); 
1039     // The top bits are known to be zero.
1040     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1041     break;
1042   }
1043   case Instruction::SExt: {
1044     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1045     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1046     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1047     
1048     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1049                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1050
1051     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1052     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1053     // bit is demanded.
1054     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1055       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1056       
1057     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1058     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1059     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1060     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InputDemandedBits,
1061                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1062       return true;
1063     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1064     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1065     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1066     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1067            "Bits known to be one AND zero?"); 
1068       
1069     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1070     // top bits of the result.
1071
1072     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1073     // convert this into a zero extension.
1074     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits)
1075     {
1076       // Convert to ZExt cast
1077       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName(), I);
1078       return UpdateValueUsesWith(I, NewCast);
1079     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1080       RHSKnownOne |= NewBits;
1081     }
1082     break;
1083   }
1084   case Instruction::Add: {
1085     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1086     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1087     // either.
1088     uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1089       
1090     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1091     // we can do.
1092     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1093       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1094       // won't work if the RHS is zero.
1095       if (RHS->isZero())
1096         break;
1097       
1098       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1099       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1100       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1101
1102       // Find information about known zero/one bits in the input.
1103       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InDemandedBits, 
1104                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1105         return true;
1106
1107       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1108       // the constant.
1109       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
1110         return UpdateValueUsesWith(I, I);
1111       
1112       // Avoid excess work.
1113       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1114         break;
1115       
1116       // Turn it into OR if input bits are zero.
1117       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1118         Instruction *Or =
1119           BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1120                                    I->getName());
1121         InsertNewInstBefore(Or, *I);
1122         return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1123       }
1124       
1125       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1126       // depending on potential carries from the input constant and the
1127       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1128       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1129       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1130       
1131       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1132       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1133       // this scan.
1134       const APInt& RHSVal = RHS->getValue();
1135       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1136       
1137       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1138       
1139       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1140       // other, and there is no input carry.
1141       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1142                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1143       
1144       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1145       // is no input carry.
1146       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1147     } else {
1148       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1149       // the high bits of its LHS or RHS.
1150       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1151         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1152         // significant bit and all those below it.
1153         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1154         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1155                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1156           return true;
1157         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1158                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1159           return true;
1160       }
1161     }
1162     break;
1163   }
1164   case Instruction::Sub:
1165     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1166     // the high bits of its LHS or RHS.
1167     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1168       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1169       // significant bit and all those below it.
1170       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1171       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1172       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1173                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1174         return true;
1175       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1176                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1177         return true;
1178     }
1179     // Otherwise just hand the sub off to ComputeMaskedBits to fill in
1180     // the known zeros and ones.
1181     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1182     break;
1183   case Instruction::Shl:
1184     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1185       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1186       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1187       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn, 
1188                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1189         return true;
1190       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1191              "Bits known to be one AND zero?"); 
1192       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1193       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1194       // low bits known zero.
1195       if (ShiftAmt)
1196         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1197     }
1198     break;
1199   case Instruction::LShr:
1200     // For a logical shift right
1201     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1202       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1203       
1204       // Unsigned shift right.
1205       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1206       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn,
1207                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1208         return true;
1209       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1210              "Bits known to be one AND zero?"); 
1211       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1212       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1213       if (ShiftAmt) {
1214         // Compute the new bits that are at the top now.
1215         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1216         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1217       }
1218     }
1219     break;
1220   case Instruction::AShr:
1221     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1222     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1223     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1224     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1225     if (DemandedMask == 1) {
1226       // Perform the logical shift right.
1227       Value *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1228                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1229       InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1230       return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1231     }    
1232
1233     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1234     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1235     if (DemandedMask.isSignBit())
1236       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1237     
1238     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1239       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1240       
1241       // Signed shift right.
1242       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1243       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1244       // demanded.
1245       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1246         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1247       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0),
1248                                DemandedMaskIn,
1249                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1250         return true;
1251       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1252              "Bits known to be one AND zero?"); 
1253       // Compute the new bits that are at the top now.
1254       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1255       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1256       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1257         
1258       // Handle the sign bits.
1259       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1260       // Adjust to where it is now in the mask.
1261       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1262         
1263       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1264       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1265       if (BitWidth <= ShiftAmt || RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1266           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1267         // Perform the logical shift right.
1268         Value *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1269                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1270         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1271         return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1272       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1273         RHSKnownOne |= HighBits;
1274       }
1275     }
1276     break;
1277   case Instruction::SRem:
1278     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1279       APInt RA = Rem->getValue().abs();
1280       if (RA.isPowerOf2()) {
1281         if (DemandedMask.ule(RA))    // srem won't affect demanded bits
1282           return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1283
1284         APInt LowBits = RA - 1;
1285         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
1286         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), Mask2,
1287                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1288           return true;
1289
1290         if (LHSKnownZero[BitWidth-1] || ((LHSKnownZero & LowBits) == LowBits))
1291           LHSKnownZero |= ~LowBits;
1292
1293         KnownZero |= LHSKnownZero & DemandedMask;
1294
1295         assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
1296       }
1297     }
1298     break;
1299   case Instruction::URem: {
1300     APInt KnownZero2(BitWidth, 0), KnownOne2(BitWidth, 0);
1301     APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1302     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), AllOnes,
1303                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1304       return true;
1305
1306     uint32_t Leaders = KnownZero2.countLeadingOnes();
1307     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), AllOnes,
1308                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1309       return true;
1310
1311     Leaders = std::max(Leaders,
1312                        KnownZero2.countLeadingOnes());
1313     KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & DemandedMask;
1314     break;
1315   }
1316   case Instruction::Call:
1317     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
1318       switch (II->getIntrinsicID()) {
1319       default: break;
1320       case Intrinsic::bswap: {
1321         // If the only bits demanded come from one byte of the bswap result,
1322         // just shift the input byte into position to eliminate the bswap.
1323         unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1324         unsigned NTZ = DemandedMask.countTrailingZeros();
1325           
1326         // Round NTZ down to the next byte.  If we have 11 trailing zeros, then
1327         // we need all the bits down to bit 8.  Likewise, round NLZ.  If we
1328         // have 14 leading zeros, round to 8.
1329         NLZ &= ~7;
1330         NTZ &= ~7;
1331         // If we need exactly one byte, we can do this transformation.
1332         if (BitWidth-NLZ-NTZ == 8) {
1333           unsigned ResultBit = NTZ;
1334           unsigned InputBit = BitWidth-NTZ-8;
1335           
1336           // Replace this with either a left or right shift to get the byte into
1337           // the right place.
1338           Instruction *NewVal;
1339           if (InputBit > ResultBit)
1340             NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(I->getOperand(1),
1341                     ConstantInt::get(I->getType(), InputBit-ResultBit));
1342           else
1343             NewVal = BinaryOperator::CreateShl(I->getOperand(1),
1344                     ConstantInt::get(I->getType(), ResultBit-InputBit));
1345           NewVal->takeName(I);
1346           InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1347           return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1348         }
1349           
1350         // TODO: Could compute known zero/one bits based on the input.
1351         break;
1352       }
1353       }
1354     }
1355     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1356     break;
1357   }
1358   
1359   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1360   // constant.
1361   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
1362     return UpdateValueUsesWith(I, ConstantInt::get(RHSKnownOne));
1363   return false;
1364 }
1365
1366
1367 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value produces a vector with
1368 /// 64 or fewer elements.  DemandedElts contains the set of elements that are
1369 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1370 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1371 ///
1372 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1373 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1374 /// returned.  This returns null if no change was made.
1375 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
1376                                                 uint64_t &UndefElts,
1377                                                 unsigned Depth) {
1378   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1379   assert(VWidth <= 64 && "Vector too wide to analyze!");
1380   uint64_t EltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
1381   assert((DemandedElts & ~EltMask) == 0 && "Invalid DemandedElts!");
1382
1383   if (isa<UndefValue>(V)) {
1384     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1385     UndefElts = EltMask;
1386     return 0;
1387   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1388     UndefElts = EltMask;
1389     return UndefValue::get(V->getType());
1390   }
1391
1392   UndefElts = 0;
1393   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1394     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1395     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1396
1397     std::vector<Constant*> Elts;
1398     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1399       if (!(DemandedElts & (1ULL << i))) {   // If not demanded, set to undef.
1400         Elts.push_back(Undef);
1401         UndefElts |= (1ULL << i);
1402       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1403         Elts.push_back(Undef);
1404         UndefElts |= (1ULL << i);
1405       } else {                               // Otherwise, defined.
1406         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1407       }
1408
1409     // If we changed the constant, return it.
1410     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
1411     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1412   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1413     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1414     // set to undef.
1415     
1416     // Check if this is identity. If so, return 0 since we are not simplifying
1417     // anything.
1418     if (DemandedElts == ((1ULL << VWidth) -1))
1419       return 0;
1420     
1421     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1422     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
1423     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1424     std::vector<Constant*> Elts;
1425     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1426       Elts.push_back((DemandedElts & (1ULL << i)) ? Zero : Undef);
1427     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1428     return ConstantVector::get(Elts);
1429   }
1430   
1431   // Limit search depth.
1432   if (Depth == 10)
1433     return false;
1434
1435   // If multiple users are using the root value, procede with
1436   // simplification conservatively assuming that all elements
1437   // are needed.
1438   if (!V->hasOneUse()) {
1439     // Quit if we find multiple users of a non-root value though.
1440     // They'll be handled when it's their turn to be visited by
1441     // the main instcombine process.
1442     if (Depth != 0)
1443       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1444       return false;
1445
1446     // Conservatively assume that all elements are needed.
1447     DemandedElts = EltMask;
1448   }
1449   
1450   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1451   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
1452   
1453   bool MadeChange = false;
1454   uint64_t UndefElts2;
1455   Value *TmpV;
1456   switch (I->getOpcode()) {
1457   default: break;
1458     
1459   case Instruction::InsertElement: {
1460     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1461     // demand exactly the same input as we produce.
1462     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1463     if (Idx == 0) {
1464       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1465       // which elt is getting updated.
1466       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1467                                         UndefElts2, Depth+1);
1468       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1469       break;
1470     }
1471     
1472     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1473     // insertelement.
1474     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1475     if (IdxNo >= VWidth || (DemandedElts & (1ULL << IdxNo)) == 0)
1476       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1477     
1478     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1479     // input demanded set is simpler than the output set.
1480     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0),
1481                                       DemandedElts & ~(1ULL << IdxNo),
1482                                       UndefElts, Depth+1);
1483     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1484
1485     // The inserted element is defined.
1486     UndefElts &= ~(1ULL << IdxNo);
1487     break;
1488   }
1489   case Instruction::ShuffleVector: {
1490     ShuffleVectorInst *Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(I);
1491     uint64_t LHSVWidth =
1492       cast<VectorType>(Shuffle->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
1493     uint64_t LeftDemanded = 0, RightDemanded = 0;
1494     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1495       if (DemandedElts & (1ULL << i)) {
1496         unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1497         if (MaskVal != -1u) {
1498           assert(MaskVal < LHSVWidth * 2 &&
1499                  "shufflevector mask index out of range!");
1500           if (MaskVal < LHSVWidth)
1501             LeftDemanded |= 1ULL << MaskVal;
1502           else
1503             RightDemanded |= 1ULL << (MaskVal - LHSVWidth);
1504         }
1505       }
1506     }
1507
1508     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), LeftDemanded,
1509                                       UndefElts2, Depth+1);
1510     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1511
1512     uint64_t UndefElts3;
1513     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), RightDemanded,
1514                                       UndefElts3, Depth+1);
1515     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1516
1517     bool NewUndefElts = false;
1518     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1519       unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1520       if (MaskVal == -1u) {
1521         uint64_t NewBit = 1ULL << i;
1522         UndefElts |= NewBit;
1523       } else if (MaskVal < LHSVWidth) {
1524         uint64_t NewBit = ((UndefElts2 >> MaskVal) & 1) << i;
1525         NewUndefElts |= NewBit;
1526         UndefElts |= NewBit;
1527       } else {
1528         uint64_t NewBit = ((UndefElts3 >> (MaskVal - LHSVWidth)) & 1) << i;
1529         NewUndefElts |= NewBit;
1530         UndefElts |= NewBit;
1531       }
1532     }
1533
1534     if (NewUndefElts) {
1535       // Add additional discovered undefs.
1536       std::vector<Constant*> Elts;
1537       for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
1538         if (UndefElts & (1ULL << i))
1539           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
1540         else
1541           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
1542                                           Shuffle->getMaskValue(i)));
1543       }
1544       I->setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
1545       MadeChange = true;
1546     }
1547     break;
1548   }
1549   case Instruction::BitCast: {
1550     // Vector->vector casts only.
1551     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1552     if (!VTy) break;
1553     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1554     uint64_t InputDemandedElts = 0;
1555     unsigned Ratio;
1556
1557     if (VWidth == InVWidth) {
1558       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1559       // elements as are demanded of us.
1560       Ratio = 1;
1561       InputDemandedElts = DemandedElts;
1562     } else if (VWidth > InVWidth) {
1563       // Untested so far.
1564       break;
1565       
1566       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1567       // then an input element is live if any of the corresponding output
1568       // elements are live.
1569       Ratio = VWidth/InVWidth;
1570       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1571         if (DemandedElts & (1ULL << OutIdx))
1572           InputDemandedElts |= 1ULL << (OutIdx/Ratio);
1573       }
1574     } else {
1575       // Untested so far.
1576       break;
1577       
1578       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1579       // then an input element is live if the corresponding output element is
1580       // live.
1581       Ratio = InVWidth/VWidth;
1582       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1583         if (DemandedElts & (1ULL << InIdx/Ratio))
1584           InputDemandedElts |= 1ULL << InIdx;
1585     }
1586     
1587     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1588     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1589                                       UndefElts2, Depth+1);
1590     if (TmpV) {
1591       I->setOperand(0, TmpV);
1592       MadeChange = true;
1593     }
1594     
1595     UndefElts = UndefElts2;
1596     if (VWidth > InVWidth) {
1597       assert(0 && "Unimp");
1598       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1599       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1600       // undef.
1601       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1602         if (UndefElts2 & (1ULL << (OutIdx/Ratio)))
1603           UndefElts |= 1ULL << OutIdx;
1604     } else if (VWidth < InVWidth) {
1605       assert(0 && "Unimp");
1606       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1607       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1608       // elements are undef.
1609       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1610       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1611         if ((UndefElts2 & (1ULL << InIdx)) == 0)    // Not undef?
1612           UndefElts &= ~(1ULL << (InIdx/Ratio));    // Clear undef bit.
1613     }
1614     break;
1615   }
1616   case Instruction::And:
1617   case Instruction::Or:
1618   case Instruction::Xor:
1619   case Instruction::Add:
1620   case Instruction::Sub:
1621   case Instruction::Mul:
1622     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1623     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1624                                       UndefElts, Depth+1);
1625     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1626     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1627                                       UndefElts2, Depth+1);
1628     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1629       
1630     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1631     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1632     UndefElts &= UndefElts2;
1633     break;
1634     
1635   case Instruction::Call: {
1636     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1637     if (!II) break;
1638     switch (II->getIntrinsicID()) {
1639     default: break;
1640       
1641     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1642     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1643     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1644     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1645     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1646     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1647     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1648     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1649     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1650     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1651       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1652                                         UndefElts, Depth+1);
1653       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1654       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1655                                         UndefElts2, Depth+1);
1656       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1657
1658       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1659       // scalarize it now.
1660       if (DemandedElts == 1) {
1661         switch (II->getIntrinsicID()) {
1662         default: break;
1663         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1664         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1665         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1666         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1667           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1668           Value *LHS = II->getOperand(1);
1669           Value *RHS = II->getOperand(2);
1670           // Extract the element as scalars.
1671           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 0U,"tmp"), *II);
1672           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS, 0U,"tmp"), *II);
1673           
1674           switch (II->getIntrinsicID()) {
1675           default: assert(0 && "Case stmts out of sync!");
1676           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1677           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1678             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateSub(LHS, RHS,
1679                                                         II->getName()), *II);
1680             break;
1681           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1682           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1683             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(LHS, RHS,
1684                                                          II->getName()), *II);
1685             break;
1686           }
1687           
1688           Instruction *New =
1689             InsertElementInst::Create(UndefValue::get(II->getType()), TmpV, 0U,
1690                                       II->getName());
1691           InsertNewInstBefore(New, *II);
1692           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1693           return New;
1694         }            
1695       }
1696         
1697       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1698       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1699       UndefElts &= UndefElts2;
1700       break;
1701     }
1702     break;
1703   }
1704   }
1705   return MadeChange ? I : 0;
1706 }
1707
1708
1709 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1710 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1711 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1712 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1713 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1714 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1715 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1716 ///
1717 template<typename Functor>
1718 static Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
1719   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1720   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1721
1722   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1723   if (F.shouldApply(LHS))
1724     return F.apply(Root);
1725
1726   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1727   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1728   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1729     // Should we apply this transform to the RHS?
1730     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1731
1732     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1733     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1734       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1735       ShouldApply = true;
1736     }
1737
1738     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1739     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1740     if (ShouldApply) {
1741       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1742       // and perform the reassociation.
1743       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1744
1745       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1746       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1747
1748       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1749       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1750       if (&Root == TmpLHSI) {
1751         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1752         return 0;
1753       }
1754       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1755       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1756       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1757       TmpLHSI->moveBefore(ARI);                  // Move TmpLHSI to after Root
1758       ARI = Root;
1759
1760       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1761       // get to LHSI.
1762       while (TmpLHSI != LHSI) {
1763         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1764         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1765         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1766         NextLHSI->moveBefore(ARI);
1767         ARI = NextLHSI;
1768
1769         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1770         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1771         TmpLHSI = NextLHSI;
1772         ExtraOperand = NextOp;
1773       }
1774
1775       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1776       // the transformation...
1777       return F.apply(Root);
1778     }
1779
1780     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1781   }
1782   return 0;
1783 }
1784
1785 namespace {
1786
1787 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1788 struct AddRHS {
1789   Value *RHS;
1790   AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
1791   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1792   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1793     return BinaryOperator::CreateShl(Add.getOperand(0),
1794                                      ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
1795   }
1796 };
1797
1798 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1799 //                 iff C1&C2 == 0
1800 struct AddMaskingAnd {
1801   Constant *C2;
1802   AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
1803   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1804     ConstantInt *C1;
1805     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
1806            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
1807   }
1808   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1809     return BinaryOperator::CreateOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1810   }
1811 };
1812
1813 }
1814
1815 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1816                                              InstCombiner *IC) {
1817   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
1818     if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO))
1819       return ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), SOC, I.getType());
1820
1821     return IC->InsertNewInstBefore(CastInst::Create(
1822           CI->getOpcode(), SO, I.getType(), SO->getName() + ".cast"), I);
1823   }
1824
1825   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1826   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1827   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1828
1829   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1830     if (ConstIsRHS)
1831       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1832     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1833   }
1834
1835   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1836   if (!ConstIsRHS)
1837     std::swap(Op0, Op1);
1838   Instruction *New;
1839   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1840     New = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
1841   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1842     New = CmpInst::Create(CI->getOpcode(), CI->getPredicate(), Op0, Op1, 
1843                           SO->getName()+".cmp");
1844   else {
1845     assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
1846     abort();
1847   }
1848   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
1849 }
1850
1851 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1852 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1853 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1854 // not have a second operand.
1855 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1856                                      InstCombiner *IC) {
1857   // Don't modify shared select instructions
1858   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1859   Value *TV = SI->getOperand(1);
1860   Value *FV = SI->getOperand(2);
1861
1862   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
1863     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
1864     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
1865
1866     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
1867     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
1868
1869     return SelectInst::Create(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
1870                               SelectFalseVal);
1871   }
1872   return 0;
1873 }
1874
1875
1876 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
1877 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
1878 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
1879 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
1880   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
1881   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
1882   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
1883
1884   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
1885   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
1886   // or if *it* is a PHI, bail out.
1887   BasicBlock *NonConstBB = 0;
1888   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
1889     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1890       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
1891       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
1892       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
1893       
1894       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
1895       // loop.
1896       if (NonConstBB == I.getParent())
1897         return 0;
1898     }
1899   
1900   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
1901   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
1902   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
1903   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
1904   if (NonConstBB) {
1905     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
1906     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
1907   }
1908
1909   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
1910   PHINode *NewPN = PHINode::Create(I.getType(), "");
1911   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
1912   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
1913   NewPN->takeName(PN);
1914
1915   // Next, add all of the operands to the PHI.
1916   if (I.getNumOperands() == 2) {
1917     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
1918     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1919       Value *InV = 0;
1920       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1921         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1922           InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
1923         else
1924           InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
1925       } else {
1926         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1927         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
1928           InV = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(),
1929                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1930                                        NonConstBB->getTerminator());
1931         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1932           InV = CmpInst::Create(CI->getOpcode(), 
1933                                 CI->getPredicate(),
1934                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1935                                 NonConstBB->getTerminator());
1936         else
1937           assert(0 && "Unknown binop!");
1938         
1939         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1940       }
1941       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1942     }
1943   } else { 
1944     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
1945     const Type *RetTy = CI->getType();
1946     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1947       Value *InV;
1948       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1949         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
1950       } else {
1951         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1952         InV = CastInst::Create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
1953                                I.getType(), "phitmp", 
1954                                NonConstBB->getTerminator());
1955         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1956       }
1957       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1958     }
1959   }
1960   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
1961 }
1962
1963
1964 /// WillNotOverflowSignedAdd - Return true if we can prove that:
1965 ///    (sext (add LHS, RHS))  === (add (sext LHS), (sext RHS))
1966 /// This basically requires proving that the add in the original type would not
1967 /// overflow to change the sign bit or have a carry out.
1968 bool InstCombiner::WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS) {
1969   // There are different heuristics we can use for this.  Here are some simple
1970   // ones.
1971   
1972   // Add has the property that adding any two 2's complement numbers can only 
1973   // have one carry bit which can change a sign.  As such, if LHS and RHS each
1974   // have at least two sign bits, we know that the addition of the two values will
1975   // sign extend fine.
1976   if (ComputeNumSignBits(LHS) > 1 && ComputeNumSignBits(RHS) > 1)
1977     return true;
1978   
1979   
1980   // If one of the operands only has one non-zero bit, and if the other operand
1981   // has a known-zero bit in a more significant place than it (not including the
1982   // sign bit) the ripple may go up to and fill the zero, but won't change the
1983   // sign.  For example, (X & ~4) + 1.
1984   
1985   // TODO: Implement.
1986   
1987   return false;
1988 }
1989
1990
1991 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
1992   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1993   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
1994
1995   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
1996     // X + undef -> undef
1997     if (isa<UndefValue>(RHS))
1998       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
1999
2000     // X + 0 --> X
2001     if (!I.getType()->isFPOrFPVector()) { // NOTE: -0 + +0 = +0.
2002       if (RHSC->isNullValue())
2003         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2004     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
2005       if (CFP->isExactlyValue(ConstantFP::getNegativeZero
2006                               (I.getType())->getValueAPF()))
2007         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2008     }
2009
2010     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
2011       // X + (signbit) --> X ^ signbit
2012       const APInt& Val = CI->getValue();
2013       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
2014       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
2015         return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2016       
2017       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
2018       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
2019       if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
2020         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
2021         if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
2022                                  KnownZero, KnownOne))
2023           return &I;
2024       }
2025
2026       // zext(i1) - 1  ->  select i1, 0, -1
2027       if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(LHS))
2028         if (CI->isAllOnesValue() &&
2029             ZI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2030           return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0),
2031                                     Constant::getNullValue(I.getType()),
2032                                     ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
2033     }
2034
2035     if (isa<PHINode>(LHS))
2036       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2037         return NV;
2038     
2039     ConstantInt *XorRHS = 0;
2040     Value *XorLHS = 0;
2041     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
2042         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
2043       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2044       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
2045       
2046       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
2047       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
2048       APInt CFF80Val(-C0080Val);
2049       do {
2050         if (TySizeBits > Size) {
2051           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
2052           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
2053           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
2054               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
2055             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
2056             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
2057                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
2058               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
2059             break;
2060           }
2061         }
2062         Size >>= 1;
2063         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
2064         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
2065       } while (Size >= 1);
2066       
2067       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
2068       // with funny bit widths then this switch statement should be removed. It
2069       // is just here to get the size of the "middle" type back up to something
2070       // that the back ends can handle.
2071       const Type *MiddleType = 0;
2072       switch (Size) {
2073         default: break;
2074         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
2075         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
2076         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
2077       }
2078       if (MiddleType) {
2079         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
2080         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
2081         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2082       }
2083     }
2084   }
2085
2086   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2087     return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2088
2089   // X + X --> X << 1
2090   if (I.getType()->isInteger()) {
2091     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
2092
2093     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2094       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2095         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2096           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2097     }
2098     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2099       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2100         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2101           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2102     }
2103   }
2104
2105   // -A + B  -->  B - A
2106   // -A + -B  -->  -(A + B)
2107   if (Value *LHSV = dyn_castNegVal(LHS)) {
2108     if (LHS->getType()->isIntOrIntVector()) {
2109       if (Value *RHSV = dyn_castNegVal(RHS)) {
2110         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSV, RHSV, "sum");
2111         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2112         return BinaryOperator::CreateNeg(NewAdd);
2113       }
2114     }
2115     
2116     return BinaryOperator::CreateSub(RHS, LHSV);
2117   }
2118
2119   // A + -B  -->  A - B
2120   if (!isa<Constant>(RHS))
2121     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
2122       return BinaryOperator::CreateSub(LHS, V);
2123
2124
2125   ConstantInt *C2;
2126   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
2127     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2128       return BinaryOperator::CreateMul(RHS, AddOne(C2));
2129
2130     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2131     ConstantInt *C1;
2132     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
2133       return BinaryOperator::CreateMul(X, Add(C1, C2));
2134   }
2135
2136   // X + X*C --> X * (C+1)
2137   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
2138     return BinaryOperator::CreateMul(LHS, AddOne(C2));
2139
2140   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2141   if (dyn_castNotVal(LHS) == RHS || dyn_castNotVal(RHS) == LHS)
2142     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
2143   
2144
2145   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2146   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
2147     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2)))
2148       return R;
2149   
2150   // A+B --> A|B iff A and B have no bits set in common.
2151   if (const IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(I.getType())) {
2152     APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(IT->getBitWidth());
2153     APInt LHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2154     APInt LHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2155     ComputeMaskedBits(LHS, Mask, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
2156     if (LHSKnownZero != 0) {
2157       APInt RHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2158       APInt RHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2159       ComputeMaskedBits(RHS, Mask, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
2160       
2161       // No bits in common -> bitwise or.
2162       if ((LHSKnownZero|RHSKnownZero).isAllOnesValue())
2163         return BinaryOperator::CreateOr(LHS, RHS);
2164     }
2165   }
2166
2167   // W*X + Y*Z --> W * (X+Z)  iff W == Y
2168   if (I.getType()->isIntOrIntVector()) {
2169     Value *W, *X, *Y, *Z;
2170     if (match(LHS, m_Mul(m_Value(W), m_Value(X))) &&
2171         match(RHS, m_Mul(m_Value(Y), m_Value(Z)))) {
2172       if (W != Y) {
2173         if (W == Z) {
2174           std::swap(Y, Z);
2175         } else if (Y == X) {
2176           std::swap(W, X);
2177         } else if (X == Z) {
2178           std::swap(Y, Z);
2179           std::swap(W, X);
2180         }
2181       }
2182
2183       if (W == Y) {
2184         Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, Z,
2185                                                             LHS->getName()), I);
2186         return BinaryOperator::CreateMul(W, NewAdd);
2187       }
2188     }
2189   }
2190
2191   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2192     Value *X = 0;
2193     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))))    // ~X + C --> (C-1) - X
2194       return BinaryOperator::CreateSub(SubOne(CRHS), X);
2195
2196     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2197     if (LHS->hasOneUse() && match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
2198       Constant *Anded = And(CRHS, C2);
2199       if (Anded == CRHS) {
2200         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2201         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2202         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2203
2204         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2205         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2206
2207         // See if the and mask includes all of these bits.
2208         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2209
2210         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2211           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2212           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, CRHS,
2213                                                             LHS->getName()), I);
2214           return BinaryOperator::CreateAnd(NewAdd, C2);
2215         }
2216       }
2217     }
2218
2219     // Try to fold constant add into select arguments.
2220     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2221       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2222         return R;
2223   }
2224
2225   // add (cast *A to intptrtype) B -> 
2226   //   cast (GEP (cast *A to sbyte*) B)  -->  intptrtype
2227   {
2228     CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(LHS);
2229     Value *Other = RHS;
2230     if (!CI) {
2231       CI = dyn_cast<CastInst>(RHS);
2232       Other = LHS;
2233     }
2234     if (CI && CI->getType()->isSized() && 
2235         (CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 
2236          TD->getIntPtrType()->getPrimitiveSizeInBits()) 
2237         && isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
2238       unsigned AS =
2239         cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
2240       Value *I2 = InsertBitCastBefore(CI->getOperand(0),
2241                                       PointerType::get(Type::Int8Ty, AS), I);
2242       I2 = InsertNewInstBefore(GetElementPtrInst::Create(I2, Other, "ctg2"), I);
2243       return new PtrToIntInst(I2, CI->getType());
2244     }
2245   }
2246   
2247   // add (select X 0 (sub n A)) A  -->  select X A n
2248   {
2249     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS);
2250     Value *A = RHS;
2251     if (!SI) {
2252       SI = dyn_cast<SelectInst>(RHS);
2253       A = LHS;
2254     }
2255     if (SI && SI->hasOneUse()) {
2256       Value *TV = SI->getTrueValue();
2257       Value *FV = SI->getFalseValue();
2258       Value *N;
2259
2260       // Can we fold the add into the argument of the select?
2261       // We check both true and false select arguments for a matching subtract.
2262       if (match(FV, m_Zero()) && match(TV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A))))
2263         // Fold the add into the true select value.
2264         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), N, A);
2265       if (match(TV, m_Zero()) && match(FV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A))))
2266         // Fold the add into the false select value.
2267         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), A, N);
2268     }
2269   }
2270   
2271   // Check for X+0.0.  Simplify it to X if we know X is not -0.0.
2272   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS))
2273     if (CFP->getValueAPF().isPosZero() && CannotBeNegativeZero(LHS))
2274       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2275
2276   // Check for (add (sext x), y), see if we can merge this into an
2277   // integer add followed by a sext.
2278   if (SExtInst *LHSConv = dyn_cast<SExtInst>(LHS)) {
2279     // (add (sext x), cst) --> (sext (add x, cst'))
2280     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2281       Constant *CI = 
2282         ConstantExpr::getTrunc(RHSC, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2283       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2284           ConstantExpr::getSExt(CI, I.getType()) == RHSC &&
2285           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2286         // Insert the new, smaller add.
2287         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2288                                                         CI, "addconv");
2289         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2290         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2291       }
2292     }
2293     
2294     // (add (sext x), (sext y)) --> (sext (add int x, y))
2295     if (SExtInst *RHSConv = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
2296       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2297       // single use (so we don't increase the number of sexts), and if the
2298       // integer add will not overflow.
2299       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2300           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2301           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2302                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2303         // Insert the new integer add.
2304         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2305                                                         RHSConv->getOperand(0),
2306                                                         "addconv");
2307         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2308         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2309       }
2310     }
2311   }
2312   
2313   // Check for (add double (sitofp x), y), see if we can merge this into an
2314   // integer add followed by a promotion.
2315   if (SIToFPInst *LHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(LHS)) {
2316     // (add double (sitofp x), fpcst) --> (sitofp (add int x, intcst))
2317     // ... if the constant fits in the integer value.  This is useful for things
2318     // like (double)(x & 1234) + 4.0 -> (double)((X & 1234)+4) which no longer
2319     // requires a constant pool load, and generally allows the add to be better
2320     // instcombined.
2321     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS)) {
2322       Constant *CI = 
2323       ConstantExpr::getFPToSI(CFP, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2324       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2325           ConstantExpr::getSIToFP(CI, I.getType()) == CFP &&
2326           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2327         // Insert the new integer add.
2328         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2329                                                         CI, "addconv");
2330         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2331         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2332       }
2333     }
2334     
2335     // (add double (sitofp x), (sitofp y)) --> (sitofp (add int x, y))
2336     if (SIToFPInst *RHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(RHS)) {
2337       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2338       // single use (so we don't increase the number of int->fp conversions),
2339       // and if the integer add will not overflow.
2340       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2341           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2342           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2343                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2344         // Insert the new integer add.
2345         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2346                                                         RHSConv->getOperand(0),
2347                                                         "addconv");
2348         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2349         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2350       }
2351     }
2352   }
2353   
2354   return Changed ? &I : 0;
2355 }
2356
2357 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2358   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2359
2360   if (Op0 == Op1 &&                        // sub X, X  -> 0
2361       !I.getType()->isFPOrFPVector())
2362     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2363
2364   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2365   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
2366     return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, V);
2367
2368   if (isa<UndefValue>(Op0))
2369     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2370   if (isa<UndefValue>(Op1))
2371     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2372
2373   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2374     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2375     if (C->isAllOnesValue())
2376       return BinaryOperator::CreateNot(Op1);
2377
2378     // C - ~X == X + (1+C)
2379     Value *X = 0;
2380     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
2381       return BinaryOperator::CreateAdd(X, AddOne(C));
2382
2383     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2384     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2385     if (C->isZero()) {
2386       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2387         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2388           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2389             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2390             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2391                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2392               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2393               return BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, 
2394                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2395             }
2396           }
2397         }
2398         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2399           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2400             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2401             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2402                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2403               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2404               return BinaryOperator::CreateLShr(
2405                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2406             }
2407           }
2408         }
2409       }
2410     }
2411
2412     // Try to fold constant sub into select arguments.
2413     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2414       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2415         return R;
2416
2417     if (isa<PHINode>(Op0))
2418       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2419         return NV;
2420   }
2421
2422   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2423     return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
2424
2425   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2426     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add &&
2427         !Op0->getType()->isFPOrFPVector()) {
2428       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2429         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(1), I.getName());
2430       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2431         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(0), I.getName());
2432       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2433         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2434           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2435           return BinaryOperator::CreateSub(Subtract(CI1, CI2), 
2436                                            Op1I->getOperand(0));
2437       }
2438     }
2439
2440     if (Op1I->hasOneUse()) {
2441       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2442       // is not used by anyone else...
2443       //
2444       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub &&
2445           !Op1I->getType()->isFPOrFPVector()) {
2446         // Swap the two operands of the subexpr...
2447         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2448         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2449         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2450
2451         // Create the new top level add instruction...
2452         return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, Op1);
2453       }
2454
2455       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2456       //
2457       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2458           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2459         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2460
2461         Value *NewNot =
2462           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(OtherOp, "B.not"), I);
2463         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, NewNot);
2464       }
2465
2466       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2467       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2468         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2469           if (CSI->isZero())
2470             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2471               return BinaryOperator::CreateSDiv(Op1I->getOperand(0),
2472                                                ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2473
2474       // X - X*C --> X * (1-C)
2475       ConstantInt *C2 = 0;
2476       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
2477         Constant *CP1 = Subtract(ConstantInt::get(I.getType(), 1), C2);
2478         return BinaryOperator::CreateMul(Op0, CP1);
2479       }
2480
2481       // X - ((X / Y) * Y) --> X % Y
2482       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Mul)
2483         if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op1I->getOperand(0)))
2484           if (Op0 == I->getOperand(0) &&
2485               Op1I->getOperand(1) == I->getOperand(1)) {
2486             if (I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2487               return BinaryOperator::CreateSRem(Op0, Op1I->getOperand(1));
2488             if (I->getOpcode() == Instruction::UDiv)
2489               return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1I->getOperand(1));
2490           }
2491     }
2492   }
2493
2494   if (!Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2495     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2496       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2497         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2498           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2499         else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2500           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2501       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2502         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2503           return BinaryOperator::CreateNeg(Op0I->getOperand(1), I.getName());
2504       }
2505     }
2506
2507   ConstantInt *C1;
2508   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
2509     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2510       return BinaryOperator::CreateMul(Op1, SubOne(C1));
2511
2512     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2513     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
2514       return BinaryOperator::CreateMul(X, Subtract(C1, C2));
2515   }
2516   return 0;
2517 }
2518
2519 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2520 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2521 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2522 /// signed.
2523 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2524                            bool &TrueIfSigned) {
2525   switch (pred) {
2526   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2527     TrueIfSigned = true;
2528     return RHS->isZero();
2529   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2530     TrueIfSigned = true;
2531     return RHS->isAllOnesValue();
2532   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2533     TrueIfSigned = false;
2534     return RHS->isAllOnesValue();
2535   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2536     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2537     TrueIfSigned = true;
2538     return RHS->getValue() ==
2539       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2540   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2541     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2542     TrueIfSigned = true;
2543     return RHS->getValue().isSignBit();
2544   default:
2545     return false;
2546   }
2547 }
2548
2549 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2550   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2551   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2552
2553   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2554     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2555
2556   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2557   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2558     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2559
2560       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2561       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2562         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2563           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2564             return BinaryOperator::CreateMul(SI->getOperand(0),
2565                                              ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
2566
2567       if (CI->isZero())
2568         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2569       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2570         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2571       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2572         return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
2573
2574       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2575       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2576         return BinaryOperator::CreateShl(Op0,
2577                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2578       }
2579     } else if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2580       if (Op1F->isNullValue())
2581         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2582
2583       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2584       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2585       if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
2586         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2587     } else if (isa<VectorType>(Op1->getType())) {
2588       if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1))
2589         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2590       
2591       // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
2592       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1))
2593         if (ConstantFP *F = dyn_cast_or_null<ConstantFP>(Op1V->getSplatValue()))
2594           if (F->isExactlyValue(1.0))
2595             return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2596     }
2597     
2598     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2599       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2600           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(Op1)) {
2601         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2602         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateMul(Op0I->getOperand(0),
2603                                                      Op1, "tmp");
2604         InsertNewInstBefore(Add, I);
2605         Value *C1C2 = ConstantExpr::getMul(Op1, 
2606                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2607         return BinaryOperator::CreateAdd(Add, C1C2);
2608         
2609       }
2610
2611     // Try to fold constant mul into select arguments.
2612     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2613       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2614         return R;
2615
2616     if (isa<PHINode>(Op0))
2617       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2618         return NV;
2619   }
2620
2621   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
2622     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
2623       return BinaryOperator::CreateMul(Op0v, Op1v);
2624
2625   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2626     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, I.getOperand(1));
2627
2628   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2629   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2630   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2631   // formed.
2632   CastInst *BoolCast = 0;
2633   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
2634     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2635       BoolCast = CI;
2636   if (!BoolCast)
2637     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2638       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2639         BoolCast = CI;
2640   if (BoolCast) {
2641     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2642       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2643       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2644       bool TIS = false;
2645       
2646       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2647       // multiply into a shift/and combination.
2648       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2649           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1), TIS) &&
2650           TIS) {
2651         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2652         Constant *Amt = ConstantInt::get(SCIOp0->getType(),
2653                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2654         Value *V =
2655           InsertNewInstBefore(
2656             BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2657                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2658                                             ".mask"), I);
2659
2660         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2661         // or truncate to the multiply type.
2662         if (I.getType() != V->getType()) {
2663           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2664           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2665           Instruction::CastOps opcode = 
2666             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2667              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2668           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2669         }
2670
2671         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2672         return BinaryOperator::CreateAnd(V, OtherOp);
2673       }
2674     }
2675   }
2676
2677   return Changed ? &I : 0;
2678 }
2679
2680 /// SimplifyDivRemOfSelect - Try to fold a divide or remainder of a select
2681 /// instruction.
2682 bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
2683   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I.getOperand(1));
2684   
2685   // div/rem X, (Cond ? 0 : Y) -> div/rem X, Y
2686   int NonNullOperand = -1;
2687   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2688     if (ST->isNullValue())
2689       NonNullOperand = 2;
2690   // div/rem X, (Cond ? Y : 0) -> div/rem X, Y
2691   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2692     if (ST->isNullValue())
2693       NonNullOperand = 1;
2694   
2695   if (NonNullOperand == -1)
2696     return false;
2697   
2698   Value *SelectCond = SI->getOperand(0);
2699   
2700   // Change the div/rem to use 'Y' instead of the select.
2701   I.setOperand(1, SI->getOperand(NonNullOperand));
2702   
2703   // Okay, we know we replace the operand of the div/rem with 'Y' with no
2704   // problem.  However, the select, or the condition of the select may have
2705   // multiple uses.  Based on our knowledge that the operand must be non-zero,
2706   // propagate the known value for the select into other uses of it, and
2707   // propagate a known value of the condition into its other users.
2708   
2709   // If the select and condition only have a single use, don't bother with this,
2710   // early exit.
2711   if (SI->use_empty() && SelectCond->hasOneUse())
2712     return true;
2713   
2714   // Scan the current block backward, looking for other uses of SI.
2715   BasicBlock::iterator BBI = &I, BBFront = I.getParent()->begin();
2716   
2717   while (BBI != BBFront) {
2718     --BBI;
2719     // If we found a call to a function, we can't assume it will return, so
2720     // information from below it cannot be propagated above it.
2721     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<IntrinsicInst>(BBI))
2722       break;
2723     
2724     // Replace uses of the select or its condition with the known values.
2725     for (Instruction::op_iterator I = BBI->op_begin(), E = BBI->op_end();
2726          I != E; ++I) {
2727       if (*I == SI) {
2728         *I = SI->getOperand(NonNullOperand);
2729         AddToWorkList(BBI);
2730       } else if (*I == SelectCond) {
2731         *I = NonNullOperand == 1 ? ConstantInt::getTrue() :
2732                                    ConstantInt::getFalse();
2733         AddToWorkList(BBI);
2734       }
2735     }
2736     
2737     // If we past the instruction, quit looking for it.
2738     if (&*BBI == SI)
2739       SI = 0;
2740     if (&*BBI == SelectCond)
2741       SelectCond = 0;
2742     
2743     // If we ran out of things to eliminate, break out of the loop.
2744     if (SelectCond == 0 && SI == 0)
2745       break;
2746     
2747   }
2748   return true;
2749 }
2750
2751
2752 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2753 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2754 /// used by the visitors to those instructions.
2755 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2756 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2757   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2758
2759   // undef / X -> 0        for integer.
2760   // undef / X -> undef    for FP (the undef could be a snan).
2761   if (isa<UndefValue>(Op0)) {
2762     if (Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2763       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2764     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2765   }
2766
2767   // X / undef -> undef
2768   if (isa<UndefValue>(Op1))
2769     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2770
2771   return 0;
2772 }
2773
2774 /// This function implements the transforms common to both integer division
2775 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2776 /// division instructions.
2777 /// @brief Common integer divide transforms
2778 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2779   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2780
2781   // (sdiv X, X) --> 1     (udiv X, X) --> 1
2782   if (Op0 == Op1) {
2783     if (const VectorType *Ty = dyn_cast<VectorType>(I.getType())) {
2784       ConstantInt *CI = ConstantInt::get(Ty->getElementType(), 1);
2785       std::vector<Constant*> Elts(Ty->getNumElements(), CI);
2786       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantVector::get(Elts));
2787     }
2788
2789     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(I.getType(), 1);
2790     return ReplaceInstUsesWith(I, CI);
2791   }
2792   
2793   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2794     return Common;
2795   
2796   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
2797   // This does not apply for fdiv.
2798   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
2799     return &I;
2800
2801   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2802     // div X, 1 == X
2803     if (RHS->equalsInt(1))
2804       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2805
2806     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2807     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2808       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2809         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2810           if (MultiplyOverflows(RHS, LHSRHS, I.getOpcode()==Instruction::SDiv))
2811             return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2812           else 
2813             return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2814                                           Multiply(RHS, LHSRHS));
2815         }
2816
2817     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2818       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2819         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2820           return R;
2821       if (isa<PHINode>(Op0))
2822         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2823           return NV;
2824     }
2825   }
2826
2827   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2828   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2829     if (LHS->equalsInt(0))
2830       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2831
2832   // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
2833   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2834     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2835
2836   return 0;
2837 }
2838
2839 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
2840   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2841
2842   // Handle the integer div common cases
2843   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2844     return Common;
2845
2846   // X udiv C^2 -> X >> C
2847   // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
2848   // if so, convert to a right shift.
2849   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2850     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
2851       return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, 
2852                ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
2853   }
2854
2855   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
2856   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
2857     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2858         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2859       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
2860       if (C1.isPowerOf2()) {
2861         Value *N = RHSI->getOperand(1);
2862         const Type *NTy = N->getType();
2863         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
2864           Constant *C2V = ConstantInt::get(NTy, C2);
2865           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(N, C2V, "tmp"), I);
2866         }
2867         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
2868       }
2869     }
2870   }
2871   
2872   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
2873   // where C1&C2 are powers of two.
2874   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
2875     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2876       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
2877         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
2878         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
2879           // Compute the shift amounts
2880           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
2881           // Construct the "on true" case of the select
2882           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
2883           Instruction *TSI = BinaryOperator::CreateLShr(
2884                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
2885           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
2886   
2887           // Construct the "on false" case of the select
2888           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
2889           Instruction *FSI = BinaryOperator::CreateLShr(
2890                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
2891           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
2892
2893           // construct the select instruction and return it.
2894           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
2895         }
2896       }
2897   return 0;
2898 }
2899
2900 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
2901   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2902
2903   // Handle the integer div common cases
2904   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2905     return Common;
2906
2907   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2908     // sdiv X, -1 == -X
2909     if (RHS->isAllOnesValue())
2910       return BinaryOperator::CreateNeg(Op0);
2911
2912     // -X/C -> X/-C
2913     if (Value *LHSNeg = dyn_castNegVal(Op0))
2914       return BinaryOperator::CreateSDiv(LHSNeg, ConstantExpr::getNeg(RHS));
2915   }
2916
2917   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2918   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
2919   if (I.getType()->isInteger()) {
2920     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2921     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2922       // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
2923       return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
2924     }
2925   }      
2926   
2927   return 0;
2928 }
2929
2930 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
2931   return commonDivTransforms(I);
2932 }
2933
2934 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
2935 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
2936 /// is used by the visitors to those instructions.
2937 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
2938 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2939   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2940
2941   // 0 % X == 0 for integer, we don't need to preserve faults!
2942   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
2943     if (LHS->isNullValue())
2944       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2945
2946   if (isa<UndefValue>(Op0)) {             // undef % X -> 0
2947     if (I.getType()->isFPOrFPVector())
2948       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X % undef -> undef (could be SNaN)
2949     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2950   }
2951   if (isa<UndefValue>(Op1))
2952     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
2953
2954   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
2955   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
2956     return &I;
2957
2958   return 0;
2959 }
2960
2961 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
2962 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
2963 /// remainder instructions.
2964 /// @brief Common integer remainder transforms
2965 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2966   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2967
2968   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
2969     return common;
2970
2971   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2972     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
2973     if (RHS->equalsInt(0))
2974       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
2975     
2976     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
2977       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2978
2979     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
2980       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
2981         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2982           return R;
2983       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
2984         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2985           return NV;
2986       }
2987
2988       // See if we can fold away this rem instruction.
2989       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
2990       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
2991       if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
2992                                KnownZero, KnownOne))
2993         return &I;
2994     }
2995   }
2996
2997   return 0;
2998 }
2999
3000 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
3001   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3002
3003   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3004     return common;
3005   
3006   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3007     // X urem C^2 -> X and C
3008     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
3009     // if so, convert to a bitwise and.
3010     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3011       if (C->getValue().isPowerOf2())
3012         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(C));
3013   }
3014
3015   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
3016     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
3017     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3018         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3019       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
3020         Constant *N1 = ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType());
3021         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(RHSI, N1,
3022                                                                    "tmp"), I);
3023         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
3024       }
3025     }
3026   }
3027
3028   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
3029   // where C1&C2 are powers of two.
3030   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
3031     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3032       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
3033         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
3034         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
3035             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
3036           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
3037             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(STO), SI->getName()+".t"), I);
3038           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
3039             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(SFO), SI->getName()+".f"), I);
3040           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
3041         }
3042       }
3043   }
3044   
3045   return 0;
3046 }
3047
3048 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
3049   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3050
3051   // Handle the integer rem common cases
3052   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3053     return common;
3054   
3055   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
3056     if (!isa<Constant>(RHSNeg) ||
3057         (isa<ConstantInt>(RHSNeg) &&
3058          cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive())) {
3059       // X % -Y -> X % Y
3060       AddUsesToWorkList(I);
3061       I.setOperand(1, RHSNeg);
3062       return &I;
3063     }
3064
3065   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3066   // unsigned inputs), turn this into a urem.
3067   if (I.getType()->isInteger()) {
3068     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3069     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3070       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
3071       return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1, I.getName());
3072     }
3073   }
3074
3075   return 0;
3076 }
3077
3078 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
3079   return commonRemTransforms(I);
3080 }
3081
3082 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
3083 // constant.
3084 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
3085   return CI->getValue().isPowerOf2();
3086 }
3087
3088 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
3089 // This is the same as lowones(~X).
3090 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
3091   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
3092 }
3093
3094 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
3095 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
3096 ///
3097 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
3098 ///
3099 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
3100 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
3101 ///
3102 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
3103 ///   0  A > B
3104 ///   1  A == B
3105 ///   2  A < B
3106 ///
3107 /// <=>  Value  Definition
3108 /// 000     0   Always false
3109 /// 001     1   A >  B
3110 /// 010     2   A == B
3111 /// 011     3   A >= B
3112 /// 100     4   A <  B
3113 /// 101     5   A != B
3114 /// 110     6   A <= B
3115 /// 111     7   Always true
3116 ///  
3117 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
3118   switch (ICI->getPredicate()) {
3119     // False -> 0
3120   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
3121   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
3122   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
3123   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
3124   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
3125   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
3126   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
3127   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
3128   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
3129   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
3130     // True -> 7
3131   default:
3132     assert(0 && "Invalid ICmp predicate!");
3133     return 0;
3134   }
3135 }
3136
3137 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
3138 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
3139 /// predicate by reference.
3140 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
3141   isOrdered = false;
3142   switch (CC) {
3143   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
3144   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
3145   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
3146   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
3147   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
3148   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
3149   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
3150   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
3151   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
3152   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
3153   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
3154   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
3155   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
3156   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
3157     // True -> 7
3158   default:
3159     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
3160     assert(0 && "Unexpected FCmp predicate!");
3161     return 0;
3162   }
3163 }
3164
3165 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
3166 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
3167 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
3168 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
3169 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS) {
3170   switch (code) {
3171   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
3172   case  0: return ConstantInt::getFalse();
3173   case  1: 
3174     if (sign)
3175       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
3176     else
3177       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
3178   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
3179   case  3: 
3180     if (sign)
3181       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
3182     else
3183       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
3184   case  4: 
3185     if (sign)
3186       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
3187     else
3188       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
3189   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
3190   case  6: 
3191     if (sign)
3192       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
3193     else
3194       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
3195   case  7: return ConstantInt::getTrue();
3196   }
3197 }
3198
3199 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
3200 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
3201 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
3202 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
3203                            Value *LHS, Value *RHS) {
3204   switch (code) {
3205   default: assert(0 && "Illegal FCmp code!");
3206   case  0:
3207     if (isordered)
3208       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS, RHS);
3209     else
3210       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS, RHS);
3211   case  1: 
3212     if (isordered)
3213       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGT, LHS, RHS);
3214     else
3215       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGT, LHS, RHS);
3216   case  2: 
3217     if (isordered)
3218       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OEQ, LHS, RHS);
3219     else
3220       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UEQ, LHS, RHS);
3221   case  3: 
3222     if (isordered)
3223       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGE, LHS, RHS);
3224     else
3225       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGE, LHS, RHS);
3226   case  4: 
3227     if (isordered)
3228       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLT, LHS, RHS);
3229     else
3230       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULT, LHS, RHS);
3231   case  5: 
3232     if (isordered)
3233       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ONE, LHS, RHS);
3234     else
3235       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNE, LHS, RHS);
3236   case  6: 
3237     if (isordered)
3238       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLE, LHS, RHS);
3239     else
3240       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULE, LHS, RHS);
3241   case  7: return ConstantInt::getTrue();
3242   }
3243 }
3244
3245 /// PredicatesFoldable - Return true if both predicates match sign or if at
3246 /// least one of them is an equality comparison (which is signless).
3247 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
3248   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
3249          (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && ICmpInst::isEquality(p2)) ||
3250          (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && ICmpInst::isEquality(p1));
3251 }
3252
3253 namespace { 
3254 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3255 struct FoldICmpLogical {
3256   InstCombiner &IC;
3257   Value *LHS, *RHS;
3258   ICmpInst::Predicate pred;
3259   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3260     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3261       pred(ICI->getPredicate()) {}
3262   bool shouldApply(Value *V) const {
3263     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3264       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3265         return ((ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS) ||
3266                 (ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS));
3267     return false;
3268   }
3269   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3270     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3271     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3272       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3273       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3274     }
3275
3276     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3277     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3278     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3279     unsigned Code;
3280     switch (Log.getOpcode()) {
3281     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3282     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3283     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3284     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
3285     }
3286
3287     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
3288                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
3289       
3290     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS);
3291     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3292       return I;
3293     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3294     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3295   }
3296 };
3297 } // end anonymous namespace
3298
3299 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3300 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3301 // guaranteed to be a binary operator.
3302 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3303                                     ConstantInt *OpRHS,
3304                                     ConstantInt *AndRHS,
3305                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3306   Value *X = Op->getOperand(0);
3307   Constant *Together = 0;
3308   if (!Op->isShift())
3309     Together = And(AndRHS, OpRHS);
3310
3311   switch (Op->getOpcode()) {
3312   case Instruction::Xor:
3313     if (Op->hasOneUse()) {
3314       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3315       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3316       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
3317       And->takeName(Op);
3318       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
3319     }
3320     break;
3321   case Instruction::Or:
3322     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3323       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3324
3325     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3326       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3327       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, Together);
3328       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
3329       Or->takeName(Op);
3330       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
3331     }
3332     break;
3333   case Instruction::Add:
3334     if (Op->hasOneUse()) {
3335       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3336       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3337       // single bit constant.
3338       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3339
3340       // If there is only one bit set...
3341       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3342         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3343         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3344         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3345         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3346
3347         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3348         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3349           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3350           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3351           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3352           // no effect.
3353           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3354             TheAnd.setOperand(0, X);
3355             return &TheAnd;
3356           } else {
3357             // Pull the XOR out of the AND.
3358             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3359             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3360             NewAnd->takeName(Op);
3361             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
3362           }
3363         }
3364       }
3365     }
3366     break;
3367
3368   case Instruction::Shl: {
3369     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3370     // the anded constant includes them, clear them now!
3371     //
3372     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3373     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3374     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3375     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3376
3377     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3378     // Masking out bits that the shift already masks
3379       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3380     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3381       TheAnd.setOperand(1, CI);
3382       return &TheAnd;
3383     }
3384     break;
3385   }
3386   case Instruction::LShr:
3387   {
3388     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3389     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3390     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3391     //
3392     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3393     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3394     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3395     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3396
3397     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3398     // Masking out bits that the shift already masks.
3399       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3400     } else if (CI != AndRHS) {
3401       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3402       return &TheAnd;
3403     }
3404     break;
3405   }
3406   case Instruction::AShr:
3407     // Signed shr.
3408     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3409     // with an and.
3410     if (Op->hasOneUse()) {
3411       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3412       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3413       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3414       Constant *C = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3415       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3416         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3417         // Make the argument unsigned.
3418         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3419         ShVal = InsertNewInstBefore(
3420             BinaryOperator::CreateLShr(ShVal, OpRHS, 
3421                                    Op->getName()), TheAnd);
3422         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3423       }
3424     }
3425     break;
3426   }
3427   return 0;
3428 }
3429
3430
3431 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3432 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3433 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3434 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3435 /// insert new instructions.
3436 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3437                                            bool isSigned, bool Inside, 
3438                                            Instruction &IB) {
3439   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3440             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3441          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3442     
3443   if (Inside) {
3444     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3445       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3446
3447     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3448     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3449       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3450         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3451       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3452     }
3453
3454     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3455     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3456     Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3457     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3458     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3459     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3460   }
3461
3462   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3463     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3464
3465   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3466   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3467   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3468     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3469         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3470     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3471   }
3472
3473   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3474   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3475   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3476   Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3477   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3478   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3479   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3480 }
3481
3482 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3483 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3484 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3485 // not, since all 1s are not contiguous.
3486 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3487   const APInt& V = Val->getValue();
3488   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3489   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3490
3491   // look for the first zero bit after the run of ones
3492   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3493   // look for the first non-zero bit
3494   ME = V.getActiveBits(); 
3495   return true;
3496 }
3497
3498 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3499 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3500 /// the following xforms:
3501 /// 
3502 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3503 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3504 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3505 ///
3506 /// return (A +/- B).
3507 ///
3508 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3509                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3510                                         Instruction &I) {
3511   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3512   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3513       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3514
3515   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3516
3517   switch (LHSI->getOpcode()) {
3518   default: return 0;
3519   case Instruction::And:
3520     if (And(N, Mask) == Mask) {
3521       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3522       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3523            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3524           Mask->getValue().getBitWidth())
3525         break;
3526
3527       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3528       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3529       // is all N is, ignore it.
3530       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3531       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3532         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3533         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3534         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3535           break;
3536       }
3537     }
3538     return 0;
3539   case Instruction::Or:
3540   case Instruction::Xor:
3541     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3542     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3543          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3544         && And(N, Mask)->isZero())
3545       break;
3546     return 0;
3547   }
3548   
3549   Instruction *New;
3550   if (isSub)
3551     New = BinaryOperator::CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3552   else
3553     New = BinaryOperator::CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3554   return InsertNewInstBefore(New, I);
3555 }
3556
3557 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
3558 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfICmps(Instruction &I,
3559                                           ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
3560   Value *Val, *Val2;
3561   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3562   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3563   
3564   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
3565   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val), m_ConstantInt(LHSCst))) ||
3566       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2), m_ConstantInt(RHSCst))))
3567     return 0;
3568   
3569   // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
3570   // where C is a power of 2
3571   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC && LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
3572       LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
3573     Instruction *NewOr = BinaryOperator::CreateOr(Val, Val2);
3574     InsertNewInstBefore(NewOr, I);
3575     return new ICmpInst(LHSCC, NewOr, LHSCst);
3576   }
3577   
3578   // From here on, we only handle:
3579   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
3580   if (Val != Val2) return 0;
3581   
3582   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
3583   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3584       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3585       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
3586       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
3587     return 0;
3588   
3589   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
3590   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
3591     return 0;
3592     
3593   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3594   bool ShouldSwap;
3595   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
3596       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
3597        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
3598     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
3599   else
3600     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
3601     
3602   if (ShouldSwap) {
3603     std::swap(LHS, RHS);
3604     std::swap(LHSCst, RHSCst);
3605     std::swap(LHSCC, RHSCC);
3606   }
3607
3608   // At this point, we know we have have two icmp instructions
3609   // comparing a value against two constants and and'ing the result
3610   // together.  Because of the above check, we know that we only have
3611   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3612   // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3613   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3614   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3615
3616   switch (LHSCC) {
3617   default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3618   case ICmpInst::ICMP_EQ:
3619     switch (RHSCC) {
3620     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3621     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3622     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3623     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3624       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3625     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3626     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3627     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3628       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3629     }
3630   case ICmpInst::ICMP_NE:
3631     switch (RHSCC) {
3632     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3633     case ICmpInst::ICMP_ULT:
3634       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3635         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Val, LHSCst);
3636       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3637     case ICmpInst::ICMP_SLT:
3638       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3639         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Val, LHSCst);
3640       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3641     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3642     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3643     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3644       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3645     case ICmpInst::ICMP_NE:
3646       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3647         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3648         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
3649                                                      Val->getName()+".off");
3650         InsertNewInstBefore(Add, I);
3651         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3652                             ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3653       }
3654       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3655     }
3656     break;
3657   case ICmpInst::ICMP_ULT:
3658     switch (RHSCC) {
3659     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3660     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3661     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3662       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3663     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3664       break;
3665     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3666     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3667       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3668     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3669       break;
3670     }
3671     break;
3672   case ICmpInst::ICMP_SLT:
3673     switch (RHSCC) {
3674     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3675     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3676     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3677       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3678     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3679       break;
3680     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3681     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3682       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3683     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3684       break;
3685     }
3686     break;
3687   case ICmpInst::ICMP_UGT:
3688     switch (RHSCC) {
3689     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3690     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
3691     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3692       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3693     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3694       break;
3695     case ICmpInst::ICMP_NE:
3696       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3697         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
3698       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3699     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
3700       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true, I);
3701     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3702       break;
3703     }
3704     break;
3705   case ICmpInst::ICMP_SGT:
3706     switch (RHSCC) {
3707     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3708     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
3709     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3710       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3711     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3712       break;
3713     case ICmpInst::ICMP_NE:
3714       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3715         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
3716       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3717     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
3718       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, true, I);
3719     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3720       break;
3721     }
3722     break;
3723   }
3724  
3725   return 0;
3726 }
3727
3728
3729 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
3730   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3731   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3732
3733   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
3734     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3735
3736   // and X, X = X
3737   if (Op0 == Op1)
3738     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3739
3740   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3741   // purpose is to compute bits we don't care about.
3742   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3743     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3744     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3745     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3746                              KnownZero, KnownOne))
3747       return &I;
3748   } else {
3749     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3750       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
3751         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
3752     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3753       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
3754     }
3755   }
3756   
3757   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3758     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
3759     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
3760
3761     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
3762     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
3763       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
3764       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
3765       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
3766       switch (Op0I->getOpcode()) {
3767       case Instruction::Xor:
3768       case Instruction::Or:
3769         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
3770         if (Op0I->hasOneUse()) {
3771           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
3772             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
3773             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
3774                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
3775             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
3776             return BinaryOperator::Create(
3777                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
3778           }
3779           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
3780               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
3781             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
3782             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
3783                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
3784             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
3785             return BinaryOperator::Create(
3786                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
3787           }
3788         }
3789
3790         break;
3791       case Instruction::Add:
3792         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3793         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3794         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3795         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
3796           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
3797         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
3798           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
3799         break;
3800
3801       case Instruction::Sub:
3802         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3803         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3804         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3805         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
3806           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
3807
3808         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
3809         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
3810         if (Op0I->hasOneUse()) {
3811           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
3812           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
3813           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
3814
3815           ConstantInt *A = dyn_cast<ConstantInt>(Op0LHS);
3816           if (!(A && A->isZero()) &&               // avoid infinite recursion.
3817               MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
3818             Instruction *NewNeg = BinaryOperator::CreateNeg(Op0RHS);
3819             InsertNewInstBefore(NewNeg, I);
3820             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
3821           }
3822         }
3823         break;
3824
3825       case Instruction::Shl:
3826       case Instruction::LShr:
3827         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
3828         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
3829         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
3830           Instruction *NewICmp = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0RHS,
3831                                            Constant::getNullValue(I.getType()));
3832           InsertNewInstBefore(NewICmp, I);
3833           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
3834         }
3835         break;
3836       }
3837
3838       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
3839         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
3840           return Res;
3841     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3842       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
3843       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
3844       // frequently occurs for bitfield accesses.
3845       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
3846         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
3847             CastOp->getNumOperands() == 2)
3848           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))) {
3849             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
3850               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
3851               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
3852               // This will fold the two constants together, which may allow 
3853               // other simplifications.
3854               Instruction *NewCast = CastInst::CreateTruncOrBitCast(
3855                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
3856                 CastOp->getName()+".shrunk");
3857               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
3858               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
3859               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3860               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
3861               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
3862             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
3863               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
3864               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
3865               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3866               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)   // trunc(C1)&C2
3867                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
3868             }
3869           }
3870       }
3871     }
3872
3873     // Try to fold constant and into select arguments.
3874     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3875       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3876         return R;
3877     if (isa<PHINode>(Op0))
3878       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3879         return NV;
3880   }
3881
3882   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
3883   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
3884
3885   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
3886     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3887
3888   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
3889   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3890     Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
3891                                                I.getName()+".demorgan");
3892     InsertNewInstBefore(Or, I);
3893     return BinaryOperator::CreateNot(Or);
3894   }
3895   
3896   {
3897     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
3898     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3899       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
3900         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3901     
3902       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
3903       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3904         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3905           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
3906       }
3907     }
3908     
3909     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3910       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
3911         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3912
3913       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
3914       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3915         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3916           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
3917       }
3918     }
3919     
3920     if (Op0->hasOneUse() &&
3921         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3922       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
3923         I.swapOperands();     // Simplify below
3924         std::swap(Op0, Op1);
3925       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
3926         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
3927         I.swapOperands();     // Simplify below
3928         std::swap(Op0, Op1);
3929       }
3930     }
3931     if (Op1->hasOneUse() &&
3932         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3933       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
3934         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
3935         std::swap(A, B);
3936       }
3937       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
3938         Instruction *NotB = BinaryOperator::CreateNot(B, "tmp");
3939         InsertNewInstBefore(NotB, I);
3940         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
3941       }
3942     }
3943   }
3944   
3945   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
3946     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3947     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3948       return R;
3949
3950     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
3951       if (Instruction *Res = FoldAndOfICmps(I, LHS, RHS))
3952         return Res;
3953   }
3954
3955   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
3956   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
3957     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
3958       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
3959         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
3960         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
3961             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
3962             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
3963                               I.getType(), TD) &&
3964             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
3965                               I.getType(), TD)) {
3966           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateAnd(Op0C->getOperand(0),
3967                                                          Op1C->getOperand(0),
3968                                                          I.getName());
3969           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
3970           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
3971         }
3972       }
3973     
3974   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
3975   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
3976     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
3977       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
3978           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
3979           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
3980         Instruction *NewOp =
3981           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(SI0->getOperand(0),
3982                                                         SI1->getOperand(0),
3983                                                         SI0->getName()), I);
3984         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
3985                                       SI1->getOperand(1));
3986       }
3987   }
3988
3989   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
3990   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
3991     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
3992       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
3993           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
3994         // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
3995         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
3996           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
3997             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
3998             // false.
3999             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4000               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4001             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS->getOperand(0),
4002                                 RHS->getOperand(0));
4003           }
4004       } else {
4005         Value *Op0LHS, *Op0RHS, *Op1LHS, *Op1RHS;
4006         FCmpInst::Predicate Op0CC, Op1CC;
4007         if (match(Op0, m_FCmp(Op0CC, m_Value(Op0LHS), m_Value(Op0RHS))) &&
4008             match(Op1, m_FCmp(Op1CC, m_Value(Op1LHS), m_Value(Op1RHS)))) {
4009           if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4010             // Swap RHS operands to match LHS.
4011             Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4012             std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4013           }
4014           if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4015             // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
4016             if (Op0CC == Op1CC)
4017               return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
4018             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE ||
4019                      Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4020               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4021             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4022               return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4023             else if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4024               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4025             bool Op0Ordered;
4026             bool Op1Ordered;
4027             unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4028             unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4029             if (Op1Pred == 0) {
4030               std::swap(Op0, Op1);
4031               std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
4032               std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
4033             }
4034             if (Op0Pred == 0) {
4035               // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> ueq
4036               // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
4037               if (Op0Ordered == Op1Ordered)
4038                 return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4039               // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
4040               // uno && ord -> false
4041               if (!Op0Ordered)
4042                 return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4043               // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
4044               return cast<Instruction>(getFCmpValue(true, Op1Pred,
4045                                                     Op0LHS, Op0RHS));
4046             }
4047           }
4048         }
4049       }
4050     }
4051   }
4052
4053   return Changed ? &I : 0;
4054 }
4055
4056 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
4057 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
4058 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
4059 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
4060 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
4061 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
4062 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
4063 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
4064 /// match.
4065 ///
4066 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
4067 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
4068 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
4069 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
4070 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
4071 /// byte of ByteValues is actually being set.
4072 ///
4073 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
4074 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
4075 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
4076 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
4077 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
4078 ///
4079 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
4080                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
4081   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
4082     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
4083     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4084       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
4085                                ByteValues) ||
4086              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
4087                                ByteValues);
4088     }
4089   
4090     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
4091     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
4092     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4093       unsigned ShAmt = 
4094         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
4095       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
4096       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
4097         return true;
4098
4099       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
4100       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
4101         // X << 2 -> collect(X, +2)
4102         OverallLeftShift += ByteShift;
4103         ByteMask >>= ByteShift;
4104       } else {
4105         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
4106         OverallLeftShift -= ByteShift;
4107         ByteMask <<= ByteShift;
4108         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
4109       }
4110
4111       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
4112       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
4113
4114       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4115                                ByteValues);
4116     }
4117
4118     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
4119     // corresponding bytes in ByteMask.
4120     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
4121         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4122       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
4123       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
4124       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
4125       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
4126       
4127       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
4128         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
4129         // the and mask is.
4130         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
4131           continue;
4132         
4133         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
4134         APInt MaskB = AndMask & Byte;
4135         if (MaskB == 0) {
4136           ByteMask &= ~(1U << i);
4137           continue;
4138         }
4139         
4140         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
4141         if (MaskB != Byte)
4142           return true;
4143
4144         // Otherwise, this byte is kept.
4145       }
4146
4147       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4148                                ByteValues);
4149     }
4150   }
4151   
4152   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
4153   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
4154   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
4155   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
4156   // their ultimate destination.
4157   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
4158   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
4159   
4160   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
4161   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
4162   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
4163   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
4164   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
4165   // low part, it must be shifted left.
4166   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
4167   if (InputByteNo < ByteValues.size()/2) {
4168     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4169       return true;
4170   } else {
4171     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4172       return true;
4173   }
4174   
4175   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
4176   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
4177   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
4178     return true;
4179   ByteValues[DestByteNo] = V;
4180   return false;
4181 }
4182
4183 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
4184 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
4185 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
4186   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
4187   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 || 
4188       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
4189       ITy->getBitWidth() > 32*8) 
4190     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
4191   
4192   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
4193   /// defines each byte.
4194   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
4195   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
4196     
4197   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
4198   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
4199   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
4200     return 0;
4201   
4202   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
4203   Value *V = ByteValues[0];
4204   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
4205   
4206   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
4207   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
4208     if (ByteValues[i] != V)
4209       return 0;
4210   const Type *Tys[] = { ITy };
4211   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
4212   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
4213   return CallInst::Create(F, V);
4214 }
4215
4216 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
4217 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
4218 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
4219 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
4220                                          Value *C, Value *D) {
4221   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
4222   Value *Cond = 0;
4223   if (!match(A, m_SelectCst(m_Value(Cond), -1, 0)))
4224     return 0;
4225
4226   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
4227   if (match(D, m_SelectCst(m_Specific(Cond), 0, -1)))
4228     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4229   if (match(D, m_Not(m_SelectCst(m_Specific(Cond), -1, 0))))
4230     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4231   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
4232   if (match(B, m_SelectCst(m_Specific(Cond), 0, -1)))
4233     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4234   if (match(B, m_Not(m_SelectCst(m_Specific(Cond), -1, 0))))
4235     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4236   return 0;
4237 }
4238
4239 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
4240 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfICmps(Instruction &I,
4241                                          ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
4242   Value *Val, *Val2;
4243   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4244   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4245   
4246   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
4247   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val), m_ConstantInt(LHSCst))) ||
4248       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2), m_ConstantInt(RHSCst))))
4249     return 0;
4250   
4251   // From here on, we only handle:
4252   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
4253   if (Val != Val2) return 0;
4254   
4255   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
4256   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4257       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4258       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
4259       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
4260     return 0;
4261   
4262   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4263   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
4264     return 0;
4265   
4266   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4267   bool ShouldSwap;
4268   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
4269       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
4270        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
4271     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4272   else
4273     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4274   
4275   if (ShouldSwap) {
4276     std::swap(LHS, RHS);
4277     std::swap(LHSCst, RHSCst);
4278     std::swap(LHSCC, RHSCC);
4279   }
4280   
4281   // At this point, we know we have have two icmp instructions
4282   // comparing a value against two constants and or'ing the result
4283   // together.  Because of the above check, we know that we only have
4284   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4285   // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4286   // equal.
4287   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4288
4289   switch (LHSCC) {
4290   default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4291   case ICmpInst::ICMP_EQ:
4292     switch (RHSCC) {
4293     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4294     case ICmpInst::ICMP_EQ:
4295       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) { // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4296         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
4297         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
4298                                                      Val->getName()+".off");
4299         InsertNewInstBefore(Add, I);
4300         AddCST = Subtract(AddOne(RHSCst), LHSCst);
4301         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4302       }
4303       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4304     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4305     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4306       break;
4307     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4308     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4309     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4310       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4311     }
4312     break;
4313   case ICmpInst::ICMP_NE:
4314     switch (RHSCC) {
4315     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4316     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4317     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4318     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4319       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4320     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4321     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4322     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4323       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4324     }
4325     break;
4326   case ICmpInst::ICMP_ULT:
4327     switch (RHSCC) {
4328     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4329     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4330       break;
4331     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
4332       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4333       // this can cause overflow.
4334       if (RHSCst->isMaxValue(false))
4335         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4336       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, false, I);
4337     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4338       break;
4339     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4340     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4341       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4342     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4343       break;
4344     }
4345     break;
4346   case ICmpInst::ICMP_SLT:
4347     switch (RHSCC) {
4348     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4349     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4350       break;
4351     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
4352       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4353       // this can cause overflow.
4354       if (RHSCst->isMaxValue(true))
4355         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4356       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, false, I);
4357     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4358       break;
4359     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4360     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4361       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4362     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4363       break;
4364     }
4365     break;
4366   case ICmpInst::ICMP_UGT:
4367     switch (RHSCC) {
4368     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4369     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4370     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4371       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4372     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4373       break;
4374     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4375     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4376       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4377     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4378       break;
4379     }
4380     break;
4381   case ICmpInst::ICMP_SGT:
4382     switch (RHSCC) {
4383     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4384     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4385     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4386       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4387     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4388       break;
4389     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4390     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4391       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4392     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4393       break;
4394     }
4395     break;
4396   }
4397   return 0;
4398 }
4399
4400 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
4401   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4402   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4403
4404   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
4405     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4406
4407   // or X, X = X
4408   if (Op0 == Op1)
4409     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4410
4411   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4412   // purpose is to compute bits we don't care about.
4413   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4414     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4415     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4416     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4417                              KnownZero, KnownOne))
4418       return &I;
4419   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4420     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
4421   } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4422     if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
4423       return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
4424   }
4425     
4426
4427   
4428   // or X, -1 == -1
4429   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4430     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
4431     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
4432     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
4433       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4434       InsertNewInstBefore(Or, I);
4435       Or->takeName(Op0);
4436       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, 
4437                ConstantInt::get(RHS->getValue() | C1->getValue()));
4438     }
4439
4440     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
4441     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
4442       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4443       InsertNewInstBefore(Or, I);
4444       Or->takeName(Op0);
4445       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
4446                  ConstantInt::get(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
4447     }
4448
4449     // Try to fold constant and into select arguments.
4450     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4451       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4452         return R;
4453     if (isa<PHINode>(Op0))
4454       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4455         return NV;
4456   }
4457
4458   Value *A = 0, *B = 0;
4459   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
4460
4461   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4462     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
4463       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4464   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4465     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
4466       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4467
4468   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
4469   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
4470   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4471       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4472       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
4473        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
4474     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
4475       return BSwap;
4476   }
4477   
4478   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4479   if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4480       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
4481     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op1);
4482     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4483     NOr->takeName(Op0);
4484     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4485   }
4486
4487   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4488   if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4489       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
4490     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op0);
4491     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4492     NOr->takeName(Op0);
4493     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4494   }
4495
4496   // (A & C)|(B & D)
4497   Value *C = 0, *D = 0;
4498   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
4499       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
4500     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
4501     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4502     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
4503     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
4504       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
4505       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
4506       // replace with V+N.
4507       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
4508         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
4509             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4510           // Add commutes, try both ways.
4511           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
4512             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4513           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
4514             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4515         }
4516         // Or commutes, try both ways.
4517         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
4518             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4519           // Add commutes, try both ways.
4520           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
4521             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4522           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
4523             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4524         }
4525       }
4526       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
4527     }
4528     
4529     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
4530     // terms for V1 & (V2|V3).
4531     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
4532       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
4533         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
4534       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
4535         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
4536       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
4537         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
4538       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
4539         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
4540       
4541       if (V1) {
4542         Value *Or =
4543           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(V2, V3, "tmp"), I);
4544         return BinaryOperator::CreateAnd(V1, Or);
4545       }
4546     }
4547
4548     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants
4549     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D))
4550       return Match;
4551     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C))
4552       return Match;
4553     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D))
4554       return Match;
4555     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C))
4556       return Match;
4557   }
4558   
4559   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
4560   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4561     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4562       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4563           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4564           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4565         Instruction *NewOp =
4566         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(SI0->getOperand(0),
4567                                                      SI1->getOperand(0),
4568                                                      SI0->getName()), I);
4569         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4570                                       SI1->getOperand(1));
4571       }
4572   }
4573
4574   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {   // ~A | Op1
4575     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
4576       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4577   } else {
4578     A = 0;
4579   }
4580   // Note, A is still live here!
4581   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)))) {   // Op0 | ~B
4582     if (Op0 == B)
4583       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4584
4585     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
4586     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4587       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(A, B,
4588                                               I.getName()+".demorgan"), I);
4589       return BinaryOperator::CreateNot(And);
4590     }
4591   }
4592
4593   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4594   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
4595     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4596       return R;
4597
4598     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
4599       if (Instruction *Res = FoldOrOfICmps(I, LHS, RHS))
4600         return Res;
4601   }
4602     
4603   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4604   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4605     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4606       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4607         if (!isa<ICmpInst>(Op0C->getOperand(0)) ||
4608             !isa<ICmpInst>(Op1C->getOperand(0))) {
4609           const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4610           if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4611               // Only do this if the casts both really cause code to be
4612               // generated.
4613               ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4614                                 I.getType(), TD) &&
4615               ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4616                                 I.getType(), TD)) {
4617             Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateOr(Op0C->getOperand(0),
4618                                                           Op1C->getOperand(0),
4619                                                           I.getName());
4620             InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4621             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4622           }
4623         }
4624       }
4625   }
4626   
4627     
4628   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
4629   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4630     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4631       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4632           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO && 
4633           LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
4634         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4635           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4636             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4637             // true.
4638             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4639               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4640             
4641             // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4642             // rest.
4643             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS->getOperand(0),
4644                                 RHS->getOperand(0));
4645           }
4646       } else {
4647         Value *Op0LHS, *Op0RHS, *Op1LHS, *Op1RHS;
4648         FCmpInst::Predicate Op0CC, Op1CC;
4649         if (match(Op0, m_FCmp(Op0CC, m_Value(Op0LHS), m_Value(Op0RHS))) &&
4650             match(Op1, m_FCmp(Op1CC, m_Value(Op1LHS), m_Value(Op1RHS)))) {
4651           if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4652             // Swap RHS operands to match LHS.
4653             Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4654             std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4655           }
4656           if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4657             // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
4658             if (Op0CC == Op1CC)
4659               return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
4660             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE ||
4661                      Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4662               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4663             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4664               return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4665             else if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4666               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4667             bool Op0Ordered;
4668             bool Op1Ordered;
4669             unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4670             unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4671             if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
4672               // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
4673               // or'ed predicates.
4674               Value *RV = getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred,
4675                                        Op0LHS, Op0RHS);
4676               if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
4677                 return I;
4678               // Otherwise, it's a constant boolean value...
4679               return ReplaceInstUsesWith(I, RV);
4680             }
4681           }
4682         }
4683       }
4684     }
4685   }
4686
4687   return Changed ? &I : 0;
4688 }
4689
4690 namespace {
4691
4692 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
4693 struct XorSelf {
4694   Value *RHS;
4695   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
4696   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
4697   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
4698     return &Xor;
4699   }
4700 };
4701
4702 }
4703
4704 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
4705   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4706   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4707
4708   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
4709     if (isa<UndefValue>(Op0))
4710       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
4711       // idiom (misuse).
4712       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4713     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
4714   }
4715
4716   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
4717   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
4718     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
4719     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4720   }
4721   
4722   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4723   // purpose is to compute bits we don't care about.
4724   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4725     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4726     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4727     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4728                              KnownZero, KnownOne))
4729       return &I;
4730   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4731     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
4732   }
4733
4734   // Is this a ~ operation?
4735   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
4736     // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
4737     // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
4738     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
4739       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
4740           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4741         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
4742         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
4743           Instruction *NotY =
4744             BinaryOperator::CreateNot(Op0I->getOperand(1),
4745                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
4746           InsertNewInstBefore(NotY, I);
4747           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
4748             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
4749           else
4750             return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
4751         }
4752       }
4753     }
4754   }
4755   
4756   
4757   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4758     // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
4759     if (RHS == ConstantInt::getTrue() && Op0->hasOneUse()) {
4760       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4761         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
4762                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
4763
4764       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
4765         return new FCmpInst(FCI->getInversePredicate(),
4766                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
4767     }
4768
4769     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
4770     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4771       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
4772         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
4773           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
4774           if (Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) {
4775             if (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode, ConstantInt::getTrue(),
4776                                              Op0C->getDestTy())) {
4777               Instruction *NewCI = InsertNewInstBefore(CmpInst::Create(
4778                                      CI->getOpcode(), CI->getInversePredicate(),
4779                                      CI->getOperand(0), CI->getOperand(1)), I);
4780               NewCI->takeName(CI);
4781               return CastInst::Create(Opcode, NewCI, Op0C->getType());
4782             }
4783           }
4784         }
4785       }
4786     }
4787
4788     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4789       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
4790       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
4791         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
4792           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
4793           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
4794                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
4795           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
4796         }
4797           
4798       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
4799         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
4800           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
4801           if (RHS->isAllOnesValue()) {
4802             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
4803             return BinaryOperator::CreateSub(
4804                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
4805                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
4806                                           Op0I->getOperand(0));
4807           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
4808             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
4809             Constant *C = ConstantInt::get(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
4810             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
4811
4812           }
4813         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4814           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
4815           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
4816             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
4817             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
4818             // NewRHS.
4819             Constant *CommonBits = And(Op0CI, RHS);
4820             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
4821                                           ConstantExpr::getNot(CommonBits));
4822             AddToWorkList(Op0I);
4823             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
4824             I.setOperand(1, NewRHS);
4825             return &I;
4826           }
4827         }
4828       }
4829     }
4830
4831     // Try to fold constant and into select arguments.
4832     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4833       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4834         return R;
4835     if (isa<PHINode>(Op0))
4836       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4837         return NV;
4838   }
4839
4840   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
4841     if (X == Op1)
4842       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4843
4844   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
4845     if (X == Op0)
4846       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4847
4848   
4849   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
4850   if (Op1I) {
4851     Value *A, *B;
4852     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4853       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
4854         Op1I->swapOperands();
4855         I.swapOperands();
4856         std::swap(Op0, Op1);
4857       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
4858         I.swapOperands();     // Simplified below.
4859         std::swap(Op0, Op1);
4860       }
4861     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)))) {
4862       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // A^(A^B) == B
4863     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op0)))) {
4864       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // A^(B^A) == B
4865     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op1I->hasOneUse()){
4866       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
4867         Op1I->swapOperands();
4868         std::swap(A, B);
4869       }
4870       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
4871         I.swapOperands();     // Simplified below.
4872         std::swap(Op0, Op1);
4873       }
4874     }
4875   }
4876   
4877   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
4878   if (Op0I) {
4879     Value *A, *B;
4880     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()) {
4881       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
4882         std::swap(A, B);
4883       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
4884         Instruction *NotB =
4885           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(Op1, "tmp"), I);
4886         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
4887       }
4888     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)))) {
4889       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // (A^B)^A == B
4890     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op1)))) {
4891       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // (B^A)^A == B
4892     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()){
4893       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
4894         std::swap(A, B);
4895       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
4896           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
4897         Instruction *N =
4898           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(A, "tmp"), I);
4899         return BinaryOperator::CreateAnd(N, Op1);
4900       }
4901     }
4902   }
4903   
4904   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
4905   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
4906       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
4907       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
4908       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
4909     Instruction *NewOp =
4910       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Op0I->getOperand(0),
4911                                                     Op1I->getOperand(0),
4912                                                     Op0I->getName()), I);
4913     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
4914                                   Op1I->getOperand(1));
4915   }
4916     
4917   if (Op0I && Op1I) {
4918     Value *A, *B, *C, *D;
4919     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
4920     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4921         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4922       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4923         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4924     }
4925     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
4926     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4927         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4928       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4929         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4930     }
4931     
4932     // (A & B)^(C & D)
4933     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
4934         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4935         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4936       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
4937       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
4938       if (A == C)
4939         X = A, Y = B, Z = D;
4940       else if (A == D)
4941         X = A, Y = B, Z = C;
4942       else if (B == C)
4943         X = B, Y = A, Z = D;
4944       else if (B == D)
4945         X = B, Y = A, Z = C;
4946       
4947       if (X) {
4948         Instruction *NewOp =
4949         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
4950         return BinaryOperator::CreateAnd(NewOp, X);
4951       }
4952     }
4953   }
4954     
4955   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4956   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
4957     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4958       return R;
4959
4960   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
4961   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4962     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4963       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
4964         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4965         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4966             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4967             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4968                               I.getType(), TD) &&
4969             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4970                               I.getType(), TD)) {
4971           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateXor(Op0C->getOperand(0),
4972                                                          Op1C->getOperand(0),
4973                                                          I.getName());
4974           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4975           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4976         }
4977       }
4978   }
4979
4980   return Changed ? &I : 0;
4981 }
4982
4983 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
4984 /// overflowed for this type.
4985 static bool AddWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
4986                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
4987   Result = cast<ConstantInt>(Add(In1, In2));
4988
4989   if (IsSigned)
4990     if (In2->getValue().isNegative())
4991       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
4992     else
4993       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
4994   else
4995     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
4996 }
4997
4998 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
4999 /// overflowed for this type.
5000 static bool SubWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
5001                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
5002   Result = cast<ConstantInt>(Subtract(In1, In2));
5003
5004   if (IsSigned)
5005     if (In2->getValue().isNegative())
5006       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5007     else
5008       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5009   else
5010     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
5011 }
5012
5013 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
5014 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
5015 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
5016 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
5017   TargetData &TD = IC.getTargetData();
5018   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5019   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5020   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
5021
5022   // Build a mask for high order bits.
5023   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5024   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5025
5026   for (User::op_iterator i = GEP->op_begin() + 1, e = GEP->op_end(); i != e;
5027        ++i, ++GTI) {
5028     Value *Op = *i;
5029     uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
5030     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
5031       if (OpC->isZero()) continue;
5032       
5033       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5034       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5035         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
5036         
5037         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
5038           Result = ConstantInt::get(RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
5039         else
5040           Result = IC.InsertNewInstBefore(
5041                    BinaryOperator::CreateAdd(Result,
5042                                              ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
5043                                              GEP->getName()+".offs"), I);
5044         continue;
5045       }
5046       
5047       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5048       Constant *OC = ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
5049       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale);
5050       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
5051         Result = ConstantExpr::getAdd(RC, Scale);
5052       else {
5053         // Emit an add instruction.
5054         Result = IC.InsertNewInstBefore(
5055            BinaryOperator::CreateAdd(Result, Scale,
5056                                      GEP->getName()+".offs"), I);
5057       }
5058       continue;
5059     }
5060     // Convert to correct type.
5061     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
5062       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5063         Op = ConstantExpr::getSExt(OpC, IntPtrTy);
5064       else
5065         Op = IC.InsertNewInstBefore(new SExtInst(Op, IntPtrTy,
5066                                                  Op->getName()+".c"), I);
5067     }
5068     if (Size != 1) {
5069       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5070       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5071         Op = ConstantExpr::getMul(OpC, Scale);
5072       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
5073         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(Op, Scale,
5074                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
5075     }
5076
5077     // Emit an add instruction.
5078     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
5079       Result = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(Op),
5080                                     cast<Constant>(Result));
5081     else
5082       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(Op, Result,
5083                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
5084   }
5085   return Result;
5086 }
5087
5088
5089 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return an value that can be used to compare of
5090 /// the *offset* implied by GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we want
5091 /// to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can be
5092 /// complex, and scales are involved.  The above expression would also be legal
5093 /// to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).  This
5094 /// later form is less amenable to optimization though, and we are allowed to
5095 /// generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
5096 ///
5097 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
5098 /// 
5099 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, Instruction &I,
5100                                           InstCombiner &IC) {
5101   TargetData &TD = IC.getTargetData();
5102   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5103
5104   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
5105   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
5106   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
5107   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
5108   // because the expression will cross zero at the same point.
5109   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
5110   int64_t Offset = 0;
5111   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
5112     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
5113       // Compute the aggregate offset of constant indices.
5114       if (CI->isZero()) continue;
5115
5116       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5117       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5118         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5119       } else {
5120         uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5121         Offset += Size*CI->getSExtValue();
5122       }
5123     } else {
5124       // Found our variable index.
5125       break;
5126     }
5127   }
5128   
5129   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
5130   // evaluate it the general way.
5131   if (i == e) return 0;
5132   
5133   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
5134   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
5135   // 4 if the variable index is into an array of i32.
5136   uint64_t VariableScale = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5137   
5138   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
5139   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
5140     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
5141     if (!CI) return 0;
5142    
5143     // Compute the aggregate offset of constant indices.
5144     if (CI->isZero()) continue;
5145     
5146     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5147     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5148       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5149     } else {
5150       uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5151       Offset += Size*CI->getSExtValue();
5152     }
5153   }
5154   
5155   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
5156   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
5157   // the index.
5158   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5159   if (Offset == 0) {
5160     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
5161     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
5162     // computation crosses zero.
5163     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth)
5164       VariableIdx = new TruncInst(VariableIdx, TD.getIntPtrType(),
5165                                   VariableIdx->getNameStart(), &I);
5166     return VariableIdx;
5167   }
5168   
5169   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
5170   // the pointer size, so get it.
5171   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5172   
5173   Offset &= PtrSizeMask;
5174   VariableScale &= PtrSizeMask;
5175
5176   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
5177   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
5178   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
5179   // multiple of the variable scale.
5180   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
5181   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
5182     return 0;
5183
5184   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
5185   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5186   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
5187     VariableIdx = CastInst::CreateIntegerCast(VariableIdx, IntPtrTy,
5188                                               true /*SExt*/, 
5189                                               VariableIdx->getNameStart(), &I);
5190   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
5191   return BinaryOperator::CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset", &I);
5192 }
5193
5194
5195 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
5196 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
5197 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
5198                                        ICmpInst::Predicate Cond,
5199                                        Instruction &I) {
5200   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
5201
5202   // Look through bitcasts.
5203   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
5204     RHS = BCI->getOperand(0);
5205
5206   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
5207   if (PtrBase == RHS) {
5208     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
5209     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
5210     // know pointers can't overflow.  See if we can output an optimized form.
5211     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, I, *this);
5212     
5213     // If not, synthesize the offset the hard way.
5214     if (Offset == 0)
5215       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5216     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
5217                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
5218   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
5219     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
5220     // compare the base pointer.
5221     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
5222       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
5223       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
5224                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
5225       if (IndicesTheSame)
5226         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5227           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5228             IndicesTheSame = false;
5229             break;
5230           }
5231
5232       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
5233       if (IndicesTheSame)
5234         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
5235                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
5236
5237       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
5238       // different, bail out.
5239       return 0;
5240     }
5241
5242     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
5243     bool AllZeros = true;
5244     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5245       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
5246           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5247         AllZeros = false;
5248         break;
5249       }
5250     if (AllZeros)
5251       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
5252                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
5253
5254     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
5255     AllZeros = true;
5256     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5257       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
5258           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5259         AllZeros = false;
5260         break;
5261       }
5262     if (AllZeros)
5263       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
5264
5265     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
5266       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
5267       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
5268       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
5269       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5270         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5271           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
5272                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5273             // Irreconcilable differences.
5274             NumDifferences = 2;
5275             break;
5276           } else {
5277             if (NumDifferences++) break;
5278             DiffOperand = i;
5279           }
5280         }
5281
5282       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
5283         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
5284                                    ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5285                                              ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
5286
5287       else if (NumDifferences == 1) {
5288         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
5289         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
5290         // Make sure we do a signed comparison here.
5291         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
5292       }
5293     }
5294
5295     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
5296     // the result to fold to a constant!
5297     if ((isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
5298         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
5299       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
5300       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5301       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
5302       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
5303     }
5304   }
5305   return 0;
5306 }
5307
5308 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
5309 ///
5310 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
5311                                                 Instruction *LHSI,
5312                                                 Constant *RHSC) {
5313   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
5314   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
5315   
5316   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
5317   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
5318   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
5319   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
5320   
5321   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
5322   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
5323   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
5324   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
5325   
5326   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
5327   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
5328   if (LHSUnsigned)
5329     ++InputSize;
5330   
5331   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
5332   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
5333     return 0;
5334   
5335   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
5336   // will always come through as an integer value and we know the constant is
5337   // not a NAN (it would have been previously simplified).
5338   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
5339   
5340   ICmpInst::Predicate Pred;
5341   switch (I.getPredicate()) {
5342   default: assert(0 && "Unexpected predicate!");
5343   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
5344   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
5345     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
5346     break;
5347   case FCmpInst::FCMP_UGT:
5348   case FCmpInst::FCMP_OGT:
5349     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
5350     break;
5351   case FCmpInst::FCMP_UGE:
5352   case FCmpInst::FCMP_OGE:
5353     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
5354     break;
5355   case FCmpInst::FCMP_ULT:
5356   case FCmpInst::FCMP_OLT:
5357     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
5358     break;
5359   case FCmpInst::FCMP_ULE:
5360   case FCmpInst::FCMP_OLE:
5361     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
5362     break;
5363   case FCmpInst::FCMP_UNE:
5364   case FCmpInst::FCMP_ONE:
5365     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
5366     break;
5367   case FCmpInst::FCMP_ORD:
5368     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5369   case FCmpInst::FCMP_UNO:
5370     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
5371   }
5372   
5373   const IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
5374   
5375   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
5376   
5377   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
5378   // comparing an i8 to 300.0.
5379   unsigned IntWidth = IntTy->getPrimitiveSizeInBits();
5380   
5381   if (!LHSUnsigned) {
5382     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
5383     // and large values.
5384     APFloat SMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5385     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
5386                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5387     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
5388       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
5389           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
5390         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5391       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
5392     }
5393   } else {
5394     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
5395     // +INF and large values.
5396     APFloat UMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5397     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
5398                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5399     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
5400       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5401           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
5402         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5403       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
5404     }
5405   }
5406   
5407   if (!LHSUnsigned) {
5408     // See if the RHS value is < SignedMin.
5409     APFloat SMin(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5410     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
5411                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5412     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
5413       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
5414           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
5415         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5416       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
5417     }
5418   }
5419
5420   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
5421   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
5422   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
5423   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
5424   Constant *RHSInt = ConstantExpr::getFPToSI(RHSC, IntTy);
5425   if (!RHS.isZero() &&
5426       ConstantExpr::getSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) != RHSC) {
5427     // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust the
5428     // compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards zero
5429     // at this point.
5430     switch (Pred) {
5431     default: assert(0 && "Unexpected integer comparison!");
5432     case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
5433       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5434     case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
5435       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
5436     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5437       // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5438       // (float)int <= -4.4  --> false
5439       if (RHS.isNegative())
5440         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
5441       break;
5442     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5443       // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5444       // (float)int <= -4.4  --> int < -4
5445       if (RHS.isNegative())
5446         Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
5447       break;
5448     case ICmpInst::ICMP_ULT:
5449       // (float)int < -4.4   --> false
5450       // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5451       if (RHS.isNegative())
5452         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
5453       Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
5454       break;
5455     case ICmpInst::ICMP_SLT:
5456       // (float)int < -4.4   --> int < -4
5457       // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5458       if (!RHS.isNegative())
5459         Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
5460       break;
5461     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5462       // (float)int > 4.4    --> int > 4
5463       // (float)int > -4.4   --> true
5464       if (RHS.isNegative())
5465         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5466       break;
5467     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5468       // (float)int > 4.4    --> int > 4
5469       // (float)int > -4.4   --> int >= -4
5470       if (RHS.isNegative())
5471         Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
5472       break;
5473     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5474       // (float)int >= -4.4   --> true
5475       // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5476       if (!RHS.isNegative())
5477         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5478       Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
5479       break;
5480     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5481       // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
5482       // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5483       if (!RHS.isNegative())
5484         Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
5485       break;
5486     }
5487   }
5488
5489   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
5490   // comparison.
5491   return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
5492 }
5493
5494 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
5495   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5496   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5497
5498   // Fold trivial predicates.
5499   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
5500     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Type::Int1Ty));
5501   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
5502     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5503   
5504   // Simplify 'fcmp pred X, X'
5505   if (Op0 == Op1) {
5506     switch (I.getPredicate()) {
5507     default: assert(0 && "Unknown predicate!");
5508     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
5509     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
5510     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
5511       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5512     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
5513     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
5514     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
5515       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
5516       
5517     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
5518     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
5519     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
5520     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
5521       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
5522       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
5523       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5524       return &I;
5525       
5526     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
5527     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
5528     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
5529     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
5530       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
5531       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
5532       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5533       return &I;
5534     }
5535   }
5536     
5537   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
5538     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5539
5540   // Handle fcmp with constant RHS
5541   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5542     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
5543     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
5544       if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
5545         if (FCmpInst::isOrdered(I.getPredicate()))   // True if ordered and...
5546           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
5547         assert(FCmpInst::isUnordered(I.getPredicate()) &&
5548                "Comparison must be either ordered or unordered!");
5549         // True if unordered.
5550         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
5551       }
5552     }
5553     
5554     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5555       switch (LHSI->getOpcode()) {
5556       case Instruction::PHI:
5557         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5558         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5559         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5560         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5561           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5562             return NV;
5563         break;
5564       case Instruction::SIToFP:
5565       case Instruction::UIToFP:
5566         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
5567           return NV;
5568         break;
5569       case Instruction::Select:
5570         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5571         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5572         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5573         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5574         if (LHSI->hasOneUse()) {
5575           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5576             // Fold the known value into the constant operand.
5577             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5578             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5579             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5580                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
5581                                                       I.getName()), I);
5582           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5583             // Fold the known value into the constant operand.
5584             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5585             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5586             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5587                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
5588                                                       I.getName()), I);
5589           }
5590         }
5591
5592         if (Op1)
5593           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5594         break;
5595       }
5596   }
5597
5598   return Changed ? &I : 0;
5599 }
5600
5601 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
5602   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5603   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5604   const Type *Ty = Op0->getType();
5605
5606   // icmp X, X
5607   if (Op0 == Op1)
5608     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5609                                                    I.isTrueWhenEqual()));
5610
5611   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
5612     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5613   
5614   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
5615   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
5616   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
5617        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
5618       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
5619        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
5620     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5621                                                    !I.isTrueWhenEqual()));
5622
5623   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
5624   if (Ty == Type::Int1Ty) {
5625     switch (I.getPredicate()) {
5626     default: assert(0 && "Invalid icmp instruction!");
5627     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
5628       Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
5629       InsertNewInstBefore(Xor, I);
5630       return BinaryOperator::CreateNot(Xor);
5631     }
5632     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
5633       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
5634
5635     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5636       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
5637       // FALL THROUGH
5638     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
5639       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5640       InsertNewInstBefore(Not, I);
5641       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
5642     }
5643     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5644       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
5645       // FALL THROUGH
5646     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
5647       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
5648       InsertNewInstBefore(Not, I);
5649       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
5650     }
5651     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5652       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
5653       // FALL THROUGH
5654     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
5655       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5656       InsertNewInstBefore(Not, I);
5657       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
5658     }
5659     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5660       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
5661       // FALL THROUGH
5662     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
5663       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
5664       InsertNewInstBefore(Not, I);
5665       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
5666     }
5667     }
5668   }
5669
5670   // See if we are doing a comparison with a constant.
5671   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5672     Value *A, *B;
5673     
5674     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
5675     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
5676         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5677       // (icmp cond A B) if cond is equality
5678       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
5679     }
5680     
5681     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
5682     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
5683     // them being folded in the code below.
5684     switch (I.getPredicate()) {
5685     default: break;
5686     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5687       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
5688         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5689       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, AddOne(CI));
5690     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5691       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
5692         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5693       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0, AddOne(CI));
5694     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5695       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
5696         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5697       return new ICmpInst( ICmpInst::ICMP_UGT, Op0, SubOne(CI));
5698     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5699       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
5700         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5701       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0, SubOne(CI));
5702     }
5703     
5704     // See if we can fold the comparison based on range information we can get
5705     // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
5706     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
5707     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
5708     
5709     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
5710     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
5711     bool UnusedBit;
5712     bool isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
5713     
5714     if (SimplifyDemandedBits(Op0, 
5715                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
5716                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
5717                              KnownZero, KnownOne, 0))
5718       return &I;
5719         
5720     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
5721     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
5722     // EQ and NE we use unsigned values.
5723     APInt Min(BitWidth, 0), Max(BitWidth, 0);
5724     if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate()))
5725       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, Max);
5726     else
5727       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne,Min,Max);
5728     
5729     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
5730     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
5731     // that code below can assume that Min != Max.
5732     if (Min == Max)
5733       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(),
5734                                                           ConstantInt::get(Min),
5735                                                           CI));
5736     
5737     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
5738     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8  is always true.
5739     const APInt &RHSVal = CI->getValue();
5740     switch (I.getPredicate()) {  // LE/GE have been folded already.
5741     default: assert(0 && "Unknown icmp opcode!");
5742     case ICmpInst::ICMP_EQ:
5743       if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5744         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5745       break;
5746     case ICmpInst::ICMP_NE:
5747       if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5748         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5749       break;
5750     case ICmpInst::ICMP_ULT:
5751       if (Max.ult(RHSVal))                    // A <u C -> true iff max(A) < C
5752         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5753       if (Min.uge(RHSVal))                    // A <u C -> false iff min(A) >= C
5754         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5755       if (RHSVal == Max)                      // A <u MAX -> A != MAX
5756         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5757       if (RHSVal == Min+1)                    // A <u MIN+1 -> A == MIN
5758         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5759         
5760       // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
5761       if (CI->isMinValue(true))
5762         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
5763                             ConstantInt::getAllOnesValue(Op0->getType()));
5764       break;
5765     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5766       if (Min.ugt(RHSVal))                    // A >u C -> true iff min(A) > C
5767         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5768       if (Max.ule(RHSVal))                    // A >u C -> false iff max(A) <= C
5769         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5770         
5771       if (RHSVal == Min)                      // A >u MIN -> A != MIN
5772         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5773       if (RHSVal == Max-1)                    // A >u MAX-1 -> A == MAX
5774         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5775       
5776       // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
5777       if (CI->isMaxValue(true))
5778         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
5779                             ConstantInt::getNullValue(Op0->getType()));
5780       break;
5781     case ICmpInst::ICMP_SLT:
5782       if (Max.slt(RHSVal))                    // A <s C -> true iff max(A) < C
5783         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5784       if (Min.sge(RHSVal))                    // A <s C -> false iff min(A) >= C
5785         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5786       if (RHSVal == Max)                      // A <s MAX -> A != MAX
5787         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5788       if (RHSVal == Min+1)                    // A <s MIN+1 -> A == MIN
5789         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5790       break;
5791     case ICmpInst::ICMP_SGT: 
5792       if (Min.sgt(RHSVal))                    // A >s C -> true iff min(A) > C
5793         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5794       if (Max.sle(RHSVal))                    // A >s C -> false iff max(A) <= C
5795         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5796         
5797       if (RHSVal == Min)                      // A >s MIN -> A != MIN
5798         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5799       if (RHSVal == Max-1)                    // A >s MAX-1 -> A == MAX
5800         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5801       break;
5802     }
5803   }
5804
5805   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
5806   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
5807   // any other folding. This helps out other analyses which understand
5808   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
5809   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
5810   // operands has at least one user besides the compare (the select),
5811   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
5812   if (I.hasOneUse())
5813     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
5814       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
5815           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
5816         return 0;
5817
5818   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
5819   // can be folded into the comparison.
5820   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5821     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
5822     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
5823     // instruction can be folded into the icmp 
5824     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5825       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
5826         return Res;
5827   }
5828
5829   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
5830   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5831     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5832       switch (LHSI->getOpcode()) {
5833       case Instruction::GetElementPtr:
5834         if (RHSC->isNullValue()) {
5835           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
5836           bool isAllZeros = true;
5837           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
5838             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
5839                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
5840               isAllZeros = false;
5841               break;
5842             }
5843           if (isAllZeros)
5844             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
5845                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
5846         }
5847         break;
5848
5849       case Instruction::PHI:
5850         // Only fold icmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5851         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5852         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5853         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5854           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5855             return NV;
5856         break;
5857       case Instruction::Select: {
5858         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5859         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5860         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5861         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5862         if (LHSI->hasOneUse()) {
5863           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5864             // Fold the known value into the constant operand.
5865             Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5866             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5867             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5868                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
5869                                                    I.getName()), I);
5870           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5871             // Fold the known value into the constant operand.
5872             Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5873             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5874             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5875                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
5876                                                    I.getName()), I);
5877           }
5878         }
5879
5880         if (Op1)
5881           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5882         break;
5883       }
5884       case Instruction::Malloc:
5885         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
5886         // can assume it is successful and remove the malloc.
5887         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
5888           AddToWorkList(LHSI);
5889           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5890                                                          !I.isTrueWhenEqual()));
5891         }
5892         break;
5893       }
5894   }
5895
5896   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
5897   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
5898     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
5899       return NI;
5900   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
5901     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
5902                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
5903       return NI;
5904
5905   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
5906   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
5907   // now.
5908   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
5909     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
5910         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
5911       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
5912       // operand, where it can often be eliminated completely.
5913       Op0 = CI->getOperand(0);
5914
5915       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
5916       // so eliminate it as well.
5917       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
5918         Op1 = CI2->getOperand(0);
5919
5920       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
5921       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
5922         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5923           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
5924         } else {
5925           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
5926           Op1 = InsertBitCastBefore(Op1, Op0->getType(), I);
5927         }
5928       }
5929       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
5930     }
5931   }
5932   
5933   if (isa<CastInst>(Op0)) {
5934     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
5935     // This comes up when you have code like
5936     //   int X = A < B;
5937     //   if (X) ...
5938     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
5939     // with a constant or another cast from the same type.
5940     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
5941       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
5942         return R;
5943   }
5944   
5945   // See if it's the same type of instruction on the left and right.
5946   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
5947     if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
5948       if (Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && Op0I->hasOneUse() &&
5949           Op1I->hasOneUse() && Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
5950           I.isEquality()) {
5951         switch (Op0I->getOpcode()) {
5952         default: break;
5953         case Instruction::Add:
5954         case Instruction::Sub:
5955         case Instruction::Xor:
5956           // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
5957           return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0I->getOperand(0),
5958                               Op1I->getOperand(0));
5959           break;
5960         case Instruction::Mul:
5961           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
5962             // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
5963             // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
5964             if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
5965               const APInt &AP = CI->getValue();
5966               ConstantInt *Mask = ConstantInt::get(
5967                                       APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
5968                                                            AP.getBitWidth() -
5969                                                       AP.countTrailingZeros()));
5970               Instruction *And1 = BinaryOperator::CreateAnd(Op0I->getOperand(0),
5971                                                             Mask);
5972               Instruction *And2 = BinaryOperator::CreateAnd(Op1I->getOperand(0),
5973                                                             Mask);
5974               InsertNewInstBefore(And1, I);
5975               InsertNewInstBefore(And2, I);
5976               return new ICmpInst(I.getPredicate(), And1, And2);
5977             }
5978           }
5979           break;
5980         }
5981       }
5982     }
5983   }
5984   
5985   // ~x < ~y --> y < x
5986   { Value *A, *B;
5987     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A))) &&
5988         match(Op1, m_Not(m_Value(B))))
5989       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, A);
5990   }
5991   
5992   if (I.isEquality()) {
5993     Value *A, *B, *C, *D;
5994     
5995     // -x == -y --> x == y
5996     if (match(Op0, m_Neg(m_Value(A))) &&
5997         match(Op1, m_Neg(m_Value(B))))
5998       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
5999     
6000     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
6001       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
6002         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
6003         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6004                             Constant::getNullValue(A->getType()));
6005       }
6006
6007       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6008         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
6009         ConstantInt *C1, *C2;
6010         if (match(B, m_ConstantInt(C1)) &&
6011             match(D, m_ConstantInt(C2)) && Op1->hasOneUse()) {
6012           Constant *NC = ConstantInt::get(C1->getValue() ^ C2->getValue());
6013           Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(C, NC, "tmp");
6014           return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
6015                               InsertNewInstBefore(Xor, I));
6016         }
6017         
6018         // A^B == A^D -> B == D
6019         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
6020         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
6021         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
6022         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
6023       }
6024     }
6025     
6026     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
6027         (A == Op0 || B == Op0)) {
6028       // A == (A^B)  ->  B == 0
6029       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
6030       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6031                           Constant::getNullValue(A->getType()));
6032     }
6033
6034     // (A-B) == A  ->  B == 0
6035     if (match(Op0, m_Sub(m_Specific(Op1), m_Value(B))))
6036       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, 
6037                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6038
6039     // A == (A-B)  ->  B == 0
6040     if (match(Op1, m_Sub(m_Specific(Op0), m_Value(B))))
6041       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
6042                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6043     
6044     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
6045     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
6046         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
6047         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6048       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
6049       
6050       if (A == C) {
6051         X = B; Y = D; Z = A;
6052       } else if (A == D) {
6053         X = B; Y = C; Z = A;
6054       } else if (B == C) {
6055         X = A; Y = D; Z = B;
6056       } else if (B == D) {
6057         X = A; Y = C; Z = B;
6058       }
6059       
6060       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
6061         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(X, Y, "tmp"), I);
6062         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
6063         I.setOperand(0, Op1);
6064         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
6065         return &I;
6066       }
6067     }
6068   }
6069   return Changed ? &I : 0;
6070 }
6071
6072
6073 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
6074 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
6075 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
6076                                           ConstantInt *DivRHS) {
6077   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6078   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
6079   
6080   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
6081   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
6082   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
6083   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
6084   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
6085   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
6086   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
6087   // if it finds it. 
6088   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
6089   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
6090     return 0;
6091   if (DivRHS->isZero())
6092     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
6093   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
6094     return 0; // The overflow computation also screws up here
6095   if (DivRHS->isOne())
6096     return 0; // Not worth bothering, and eliminates some funny cases
6097               // with INT_MIN.
6098
6099   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
6100   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
6101   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
6102   // instead of computing a divide. 
6103   ConstantInt *Prod = Multiply(CmpRHS, DivRHS);
6104
6105   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
6106   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
6107   // as in the LHS instruction that we're folding. 
6108   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
6109                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
6110
6111   // Get the ICmp opcode
6112   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
6113
6114   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
6115   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
6116   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
6117   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
6118   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
6119   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
6120   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
6121   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
6122   ConstantInt *LoBound = 0, *HiBound = 0;
6123   
6124   if (!DivIsSigned) {  // udiv
6125     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
6126     LoBound = Prod;
6127     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6128     if (!HiOverflow)
6129       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, false);
6130   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
6131     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
6132       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
6133       LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
6134       HiBound = DivRHS;
6135     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
6136       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
6137       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6138       if (!HiOverflow)
6139         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
6140     } else {                       // (X / pos) op neg
6141       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
6142       HiBound = AddOne(Prod);
6143       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6144       if (!LoOverflow) {
6145         ConstantInt* DivNeg = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6146         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg,
6147                                      true) ? -1 : 0;
6148        }
6149     }
6150   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
6151     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
6152       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
6153       LoBound = AddOne(DivRHS);
6154       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6155       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
6156         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
6157         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
6158       }
6159     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
6160       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
6161       HiBound = AddOne(Prod);
6162       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6163       if (!LoOverflow)
6164         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivRHS, true) ? -1 : 0;
6165     } else {                       // (X / neg) op neg
6166       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
6167       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
6168       if (!HiOverflow)
6169         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
6170     }
6171     
6172     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
6173     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
6174   }
6175
6176   Value *X = DivI->getOperand(0);
6177   switch (Pred) {
6178   default: assert(0 && "Unhandled icmp opcode!");
6179   case ICmpInst::ICMP_EQ:
6180     if (LoOverflow && HiOverflow)
6181       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6182     else if (HiOverflow)
6183       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6184                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
6185     else if (LoOverflow)
6186       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6187                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
6188     else
6189       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
6190   case ICmpInst::ICMP_NE:
6191     if (LoOverflow && HiOverflow)
6192       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6193     else if (HiOverflow)
6194       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6195                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
6196     else if (LoOverflow)
6197       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6198                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6199     else
6200       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
6201   case ICmpInst::ICMP_ULT:
6202   case ICmpInst::ICMP_SLT:
6203     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
6204       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6205     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
6206       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6207     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
6208   case ICmpInst::ICMP_UGT:
6209   case ICmpInst::ICMP_SGT:
6210     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
6211       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6212     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
6213       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6214     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
6215       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6216     else
6217       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
6218   }
6219 }
6220
6221
6222 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
6223 ///
6224 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
6225                                                           Instruction *LHSI,
6226                                                           ConstantInt *RHS) {
6227   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
6228   
6229   switch (LHSI->getOpcode()) {
6230   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
6231     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
6232       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
6233       // fold the xor.
6234       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
6235           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
6236         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
6237         
6238         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
6239         // the operation, just stop using the Xor.
6240         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
6241           ICI.setOperand(0, CompareVal);
6242           AddToWorkList(LHSI);
6243           return &ICI;
6244         }
6245         
6246         // Was the old condition true if the operand is positive?
6247         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
6248         
6249         // If so, the new one isn't.
6250         isTrueIfPositive ^= true;
6251         
6252         if (isTrueIfPositive)
6253           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal, SubOne(RHS));
6254         else
6255           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal, AddOne(RHS));
6256       }
6257     }
6258     break;
6259   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
6260     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
6261         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6262       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6263       
6264       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
6265       // and/compare to be the input width without changing the value
6266       // produced, eliminating a cast.
6267       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
6268         // We can do this transformation if either the AND constant does not
6269         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
6270         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
6271         // bit would not work.
6272         if (Cast->hasOneUse() &&
6273             (ICI.isEquality() ||
6274              (AndCST->getValue().isNonNegative() && RHSV.isNonNegative()))) {
6275           uint32_t BitWidth = 
6276             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
6277           APInt NewCST = AndCST->getValue();
6278           NewCST.zext(BitWidth);
6279           APInt NewCI = RHSV;
6280           NewCI.zext(BitWidth);
6281           Instruction *NewAnd = 
6282             BinaryOperator::CreateAnd(Cast->getOperand(0),
6283                                       ConstantInt::get(NewCST),LHSI->getName());
6284           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6285           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
6286                               ConstantInt::get(NewCI));
6287         }
6288       }
6289       
6290       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
6291       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
6292       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
6293       // access.
6294       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
6295       if (Shift && !Shift->isShift())
6296         Shift = 0;
6297       
6298       ConstantInt *ShAmt;
6299       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
6300       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
6301       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
6302       
6303       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
6304       // into the mask.  This can only happen with signed shift
6305       // rights, as they sign-extend.
6306       if (ShAmt) {
6307         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
6308         if (!CanFold) {
6309           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
6310           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
6311           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6312           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
6313           
6314           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
6315           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
6316                AndCST->getValue()) == 0)
6317             CanFold = true;
6318         }
6319         
6320         if (CanFold) {
6321           Constant *NewCst;
6322           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6323             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
6324           else
6325             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
6326           
6327           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
6328           // compared.
6329           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != RHS) {
6330             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
6331             // As a special case, check to see if this means that the
6332             // result is always true or false now.
6333             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6334               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6335             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6336               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6337           } else {
6338             ICI.setOperand(1, NewCst);
6339             Constant *NewAndCST;
6340             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6341               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
6342             else
6343               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
6344             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
6345             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
6346             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
6347             AddUsesToWorkList(ICI);
6348             return &ICI;
6349           }
6350         }
6351       }
6352       
6353       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
6354       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
6355       // of a loop if Y is invariant and X is not.
6356       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
6357           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
6358           isa<Instruction>(Shift->getOperand(0))) {
6359         // Compute C << Y.
6360         Value *NS;
6361         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
6362           NS = BinaryOperator::CreateShl(AndCST, 
6363                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
6364         } else {
6365           // Insert a logical shift.
6366           NS = BinaryOperator::CreateLShr(AndCST,
6367                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
6368         }
6369         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
6370         
6371         // Compute X & (C << Y).
6372         Instruction *NewAnd = 
6373           BinaryOperator::CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
6374         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6375         
6376         ICI.setOperand(0, NewAnd);
6377         return &ICI;
6378       }
6379     }
6380     break;
6381     
6382   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
6383     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6384     if (!ShAmt) break;
6385     
6386     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6387     
6388     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6389     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6390     // simplified.
6391     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6392       break;
6393     
6394     if (ICI.isEquality()) {
6395       // If we are comparing against bits always shifted out, the
6396       // comparison cannot succeed.
6397       Constant *Comp =
6398         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt), ShAmt);
6399       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
6400         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6401         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6402         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6403       }
6404       
6405       if (LHSI->hasOneUse()) {
6406         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6407         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6408         Constant *Mask =
6409           ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits-ShAmtVal));
6410         
6411         Instruction *AndI =
6412           BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6413                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
6414         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6415         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
6416                             ConstantInt::get(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
6417       }
6418     }
6419     
6420     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
6421     bool TrueIfSigned = false;
6422     if (LHSI->hasOneUse() &&
6423         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
6424       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
6425       Constant *Mask = ConstantInt::get(APInt(TypeBits, 1) <<
6426                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
6427       Instruction *AndI =
6428         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6429                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6430       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6431       
6432       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
6433                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
6434     }
6435     break;
6436   }
6437     
6438   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
6439   case Instruction::AShr: {
6440     // Only handle equality comparisons of shift-by-constant.
6441     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6442     if (!ShAmt || !ICI.isEquality()) break;
6443
6444     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6445     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6446     // simplified.
6447     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6448     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6449       break;
6450     
6451     uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6452       
6453     // If we are comparing against bits always shifted out, the
6454     // comparison cannot succeed.
6455     APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
6456     if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
6457       Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
6458     else
6459       Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
6460     
6461     if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
6462       bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6463       Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6464       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6465     }
6466     
6467     // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
6468     // If so, we can compare against the unshifted value:
6469     //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
6470     if (LHSI->hasOneUse() &&
6471         MaskedValueIsZero(LHSI->getOperand(0), 
6472                           APInt::getLowBitsSet(Comp.getBitWidth(), ShAmtVal))) {
6473       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6474                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
6475     }
6476       
6477     if (LHSI->hasOneUse()) {
6478       // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6479       APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
6480       Constant *Mask = ConstantInt::get(Val);
6481       
6482       Instruction *AndI =
6483         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6484                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6485       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6486       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
6487                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
6488     }
6489     break;
6490   }
6491     
6492   case Instruction::SDiv:
6493   case Instruction::UDiv:
6494     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
6495     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
6496     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
6497     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
6498     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
6499     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
6500     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
6501       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
6502                                           DivRHS))
6503         return R;
6504     break;
6505
6506   case Instruction::Add:
6507     // Fold: icmp pred (add, X, C1), C2
6508
6509     if (!ICI.isEquality()) {
6510       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6511       if (!LHSC) break;
6512       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
6513
6514       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
6515                             .subtract(LHSV);
6516
6517       if (ICI.isSignedPredicate()) {
6518         if (CR.getLower().isSignBit()) {
6519           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
6520                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
6521         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
6522           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
6523                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
6524         }
6525       } else {
6526         if (CR.getLower().isMinValue()) {
6527           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
6528                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
6529         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
6530           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
6531                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
6532         }
6533       }
6534     }
6535     break;
6536   }
6537   
6538   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
6539   if (ICI.isEquality()) {
6540     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6541     
6542     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
6543     // the second operand is a constant, simplify a bit.
6544     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
6545       switch (BO->getOpcode()) {
6546       case Instruction::SRem:
6547         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
6548         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
6549           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
6550           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
6551             Instruction *NewRem =
6552               BinaryOperator::CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
6553                                          BO->getName());
6554             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
6555             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem, 
6556                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
6557           }
6558         }
6559         break;
6560       case Instruction::Add:
6561         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
6562         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6563           if (BO->hasOneUse())
6564             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6565                                 Subtract(RHS, BOp1C));
6566         } else if (RHSV == 0) {
6567           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
6568           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
6569           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
6570           
6571           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
6572             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
6573           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
6574             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
6575           else if (BO->hasOneUse()) {
6576             Instruction *Neg = BinaryOperator::CreateNeg(BOp1);
6577             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
6578             Neg->takeName(BO);
6579             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
6580           }
6581         }
6582         break;
6583       case Instruction::Xor:
6584         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
6585         // the explicit xor.
6586         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
6587           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
6588                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
6589         
6590         // FALLTHROUGH
6591       case Instruction::Sub:
6592         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
6593         if (RHSV == 0)
6594           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6595                               BO->getOperand(1));
6596         break;
6597         
6598       case Instruction::Or:
6599         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
6600         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
6601         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
6602           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
6603           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
6604             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
6605                                                              isICMP_NE));
6606         }
6607         break;
6608         
6609       case Instruction::And:
6610         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6611           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
6612           // comparison can never succeed!
6613           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
6614             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
6615                                                              isICMP_NE));
6616           
6617           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
6618           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
6619             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
6620                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
6621                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
6622           
6623           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
6624           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
6625             Value *X = BO->getOperand(0);
6626             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
6627             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6628               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
6629             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
6630           }
6631           
6632           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
6633           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
6634             Value *X = BO->getOperand(0);
6635             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
6636             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6637               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
6638             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
6639           }
6640         }
6641       default: break;
6642       }
6643     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
6644       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
6645       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
6646         AddToWorkList(II);
6647         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
6648         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHSV.byteSwap()));
6649         return &ICI;
6650       }
6651     }
6652   } else {  // Not a ICMP_EQ/ICMP_NE
6653             // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
6654             // then since we know the RHS is a constant, try to simlify.
6655     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(LHSI)) {
6656       Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
6657       const Type *SrcTy = CastOp->getType();
6658       uint32_t SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
6659       if (SrcTy->isInteger() && 
6660           SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
6661         // If this is an unsigned comparison, try to make the comparison use
6662         // smaller constant values.
6663         if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSV.isSignBit()) {
6664           // X u< 128 => X s> -1
6665           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CastOp, 
6666                            ConstantInt::get(APInt::getAllOnesValue(SrcTySize)));
6667         } else if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
6668                    RHSV == APInt::getSignedMaxValue(SrcTySize)) {
6669           // X u> 127 => X s< 0
6670           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CastOp, 
6671                               Constant::getNullValue(SrcTy));
6672         }
6673       }
6674     }
6675   }
6676   return 0;
6677 }
6678
6679 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
6680 /// We only handle extending casts so far.
6681 ///
6682 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
6683   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
6684   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
6685   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
6686   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
6687   Value *RHSCIOp;
6688
6689   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
6690   // integer type is the same size as the pointer type.
6691   if (LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
6692       getTargetData().getPointerSizeInBits() == 
6693          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
6694     Value *RHSOp = 0;
6695     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
6696       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
6697     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
6698       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
6699       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
6700       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
6701         RHSOp = InsertBitCastBefore(RHSOp, LHSCIOp->getType(), ICI);
6702     }
6703
6704     if (RHSOp)
6705       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
6706   }
6707   
6708   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
6709   // Enforce this.
6710   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
6711       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
6712     return 0;
6713
6714   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
6715   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
6716
6717   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
6718     // Not an extension from the same type?
6719     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
6720     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
6721       return 0;
6722     
6723     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
6724     // and the other is a zext), then we can't handle this.
6725     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
6726       return 0;
6727
6728     // Deal with equality cases early.
6729     if (ICI.isEquality())
6730       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6731
6732     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
6733     // signed comparison.
6734     if (isSignedCmp && isSignedExt)
6735       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6736
6737     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
6738     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6739   }
6740
6741   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
6742   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6743   if (!CI)
6744     return 0;
6745
6746   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
6747   // reextended to DestTy.
6748   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
6749   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(), Res1, DestTy);
6750
6751   // If the re-extended constant didn't change...
6752   if (Res2 == CI) {
6753     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
6754     // For example, we might have:
6755     //    %A = sext short %X to uint
6756     //    %B = icmp ugt uint %A, 1330
6757     // It is incorrect to transform this into 
6758     //    %B = icmp ugt short %X, 1330 
6759     // because %A may have negative value. 
6760     //
6761     // However, we allow this when the compare is EQ/NE, because they are
6762     // signless.
6763     if (isSignedExt == isSignedCmp || ICI.isEquality())
6764       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
6765     return 0;
6766   }
6767
6768   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
6769   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
6770
6771   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
6772   // point so handle the ICI.isEquality() cases
6773   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6774     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6775   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6776     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6777
6778   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
6779   // should have been folded away previously and not enter in here.
6780   Value *Result;
6781   if (isSignedCmp) {
6782     // We're performing a signed comparison.
6783     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
6784       Result = ConstantInt::getFalse();          // X < (small) --> false
6785     else
6786       Result = ConstantInt::getTrue();           // X < (large) --> true
6787   } else {
6788     // We're performing an unsigned comparison.
6789     if (isSignedExt) {
6790       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
6791       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
6792       Constant *NegOne = ConstantInt::getAllOnesValue(SrcTy);
6793       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHSCIOp,
6794                                    NegOne, ICI.getName()), ICI);
6795     } else {
6796       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
6797       Result = ConstantInt::getTrue();
6798     }
6799   }
6800
6801   // Finally, return the value computed.
6802   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
6803       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
6804     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
6805
6806   assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
6807           ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
6808          "ICmp should be folded!");
6809   if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
6810     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
6811   return BinaryOperator::CreateNot(Result);
6812 }
6813
6814 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
6815   return commonShiftTransforms(I);
6816 }
6817
6818 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
6819   return commonShiftTransforms(I);
6820 }
6821
6822 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
6823   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
6824     return R;
6825   
6826   Value *Op0 = I.getOperand(0);
6827   
6828   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
6829   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
6830     if (CSI->isAllOnesValue())
6831       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
6832   
6833   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
6834   if (!isa<VectorType>(I.getType()) &&
6835       MaskedValueIsZero(Op0,
6836                       APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits())))
6837     return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, I.getOperand(1));
6838   
6839   return 0;
6840 }
6841
6842 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
6843   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
6844   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
6845
6846   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
6847   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
6848   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
6849       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
6850     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6851   
6852   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
6853     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
6854       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6855     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
6856       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6857   }
6858   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
6859     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
6860       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
6861     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
6862       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6863   }
6864
6865   // Try to fold constant and into select arguments.
6866   if (isa<Constant>(Op0))
6867     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
6868       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
6869         return R;
6870
6871   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
6872     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
6873       return Res;
6874   return 0;
6875 }
6876
6877 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
6878                                                BinaryOperator &I) {
6879   bool isLeftShift    = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
6880
6881   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
6882   // purpose is to compute bits we don't care about.
6883   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6884   APInt KnownZero(TypeBits, 0), KnownOne(TypeBits, 0);
6885   if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(TypeBits),
6886                            KnownZero, KnownOne))
6887     return &I;
6888   
6889   // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
6890   // of a signed value.
6891   //
6892   if (Op1->uge(TypeBits)) {
6893     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
6894       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
6895     else {
6896       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
6897       return &I;
6898     }
6899   }
6900   
6901   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
6902   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
6903     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
6904       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
6905         return BinaryOperator::CreateMul(BO->getOperand(0),
6906                                          ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
6907   
6908   // Try to fold constant and into select arguments.
6909   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
6910     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
6911       return R;
6912   if (isa<PHINode>(Op0))
6913     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
6914       return NV;
6915   
6916   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
6917   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
6918     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
6919     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
6920     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
6921     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
6922     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
6923     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
6924     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
6925         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
6926       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
6927       Constant *ShAmt = ConstantExpr::getZExt(Op1, TrOp->getType());
6928       Instruction *NSh = BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,
6929                                                 I.getName());
6930       InsertNewInstBefore(NSh, I); // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
6931
6932       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
6933       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
6934       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
6935       // other xforms later if dead.
6936       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6937       unsigned DstSize = TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6938       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
6939       
6940       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
6941       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
6942       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
6943       // mask as appropriate.
6944       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
6945         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
6946       else {
6947         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
6948         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
6949       }
6950
6951       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(NSh, ConstantInt::get(MaskV),
6952                                                    TI->getName());
6953       InsertNewInstBefore(And, I); // shift1 & 0x00FF
6954
6955       // Return the value truncated to the interesting size.
6956       return new TruncInst(And, I.getType());
6957     }
6958   }
6959   
6960   if (Op0->hasOneUse()) {
6961     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6962       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6963       Value *V1, *V2;
6964       ConstantInt *CC;
6965       switch (Op0BO->getOpcode()) {
6966         default: break;
6967         case Instruction::Add:
6968         case Instruction::And:
6969         case Instruction::Or:
6970         case Instruction::Xor: {
6971           // These operators commute.
6972           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6973           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
6974               match(Op0BO->getOperand(1), m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)))){
6975             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
6976                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
6977                                             Op0BO->getName());
6978             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6979             Instruction *X = 
6980               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
6981                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
6982             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
6983             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6984             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(
6985                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
6986           }
6987           
6988           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
6989           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
6990           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
6991               match(Op0BOOp1, 
6992                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)),
6993                           m_ConstantInt(CC))) &&
6994               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6995             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
6996                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
6997                                                      Op0BO->getName());
6998             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6999             Instruction *XM =
7000               BinaryOperator::CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
7001                                         V1->getName()+".mask");
7002             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7003             
7004             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
7005           }
7006         }
7007           
7008         // FALL THROUGH.
7009         case Instruction::Sub: {
7010           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7011           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7012               match(Op0BO->getOperand(0), m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)))){
7013             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7014                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7015                                                      Op0BO->getName());
7016             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7017             Instruction *X =
7018               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
7019                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
7020             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7021             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7022             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(
7023                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7024           }
7025           
7026           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
7027           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7028               match(Op0BO->getOperand(0),
7029                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
7030                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
7031               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
7032                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7033             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7034                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7035                                                      Op0BO->getName());
7036             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7037             Instruction *XM =
7038               BinaryOperator::CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
7039                                         V1->getName()+".mask");
7040             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7041             
7042             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
7043           }
7044           
7045           break;
7046         }
7047       }
7048       
7049       
7050       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
7051       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
7052       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
7053         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
7054         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
7055         
7056         switch (Op0BO->getOpcode()) {
7057           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
7058           case Instruction::Add:
7059             isValid = isLeftShift;
7060             break;
7061           case Instruction::Or:
7062           case Instruction::Xor:
7063             highBitSet = false;
7064             break;
7065           case Instruction::And:
7066             highBitSet = true;
7067             break;
7068         }
7069         
7070         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
7071         // by the logical operation, do not perform the transformation.
7072         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
7073         // the constant which would cause it to be modified for this
7074         // operation.
7075         //
7076         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
7077           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
7078         
7079         if (isValid) {
7080           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
7081           
7082           Instruction *NewShift =
7083             BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
7084           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
7085           NewShift->takeName(Op0BO);
7086           
7087           return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
7088                                         NewRHS);
7089         }
7090       }
7091     }
7092   }
7093   
7094   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
7095   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
7096   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
7097     ShiftOp = 0;
7098   
7099   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
7100     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
7101     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
7102     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7103     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
7104     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
7105     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
7106     
7107     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
7108     if (AmtSum > TypeBits)
7109       AmtSum = TypeBits;
7110     
7111     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
7112     
7113     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
7114     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
7115       return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), X,
7116                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7117     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
7118                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
7119       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
7120       return BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7121     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
7122                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7123       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
7124       Instruction *Shift =
7125         BinaryOperator::CreateAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7126       InsertNewInstBefore(Shift, I);
7127
7128       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7129       return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7130     }
7131     
7132     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
7133     // right.  See if the amounts are equal.
7134     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
7135       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
7136       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7137         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7138         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
7139       }
7140       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
7141       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7142         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7143         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
7144       }
7145       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
7146       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
7147       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
7148       // generators.
7149       const Type *SExtType = 0;
7150       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
7151       case 1  :
7152       case 8  :
7153       case 16 :
7154       case 32 :
7155       case 64 :
7156       case 128:
7157         SExtType = IntegerType::get(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
7158         break;
7159       default: break;
7160       }
7161       if (SExtType) {
7162         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
7163         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
7164         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
7165       }
7166       // Otherwise, we can't handle it yet.
7167     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
7168       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
7169       
7170       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
7171       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7172         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7173                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7174         Instruction *Shift =
7175           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7176         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7177         
7178         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7179         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7180       }
7181       
7182       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
7183       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7184         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7185         Instruction *Shift =
7186           BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7187         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7188         
7189         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7190         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7191       }
7192       
7193       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
7194     } else {
7195       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
7196       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
7197
7198       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
7199       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7200         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7201                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7202         Instruction *Shift =
7203           BinaryOperator::Create(ShiftOp->getOpcode(), X,
7204                                  ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7205         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7206         
7207         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7208         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7209       }
7210       
7211       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
7212       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7213         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7214         Instruction *Shift =
7215           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7216         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7217         
7218         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7219         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7220       }
7221       
7222       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
7223     }
7224   }
7225   return 0;
7226 }
7227
7228
7229 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
7230 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
7231 /// X*Scale+Offset.
7232 ///
7233 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
7234                                         int &Offset) {
7235   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
7236   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
7237     Offset = CI->getZExtValue();
7238     Scale  = 0;
7239     return ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
7240   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
7241     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7242       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
7243         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
7244         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
7245         Offset = 0;
7246         return I->getOperand(0);
7247       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
7248         // This value is scaled by 'RHS'.
7249         Scale = RHS->getZExtValue();
7250         Offset = 0;
7251         return I->getOperand(0);
7252       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
7253         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
7254         // where C1 is divisible by C2.
7255         unsigned SubScale;
7256         Value *SubVal = 
7257           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
7258         Offset += RHS->getZExtValue();
7259         Scale = SubScale;
7260         return SubVal;
7261       }
7262     }
7263   }
7264
7265   // Otherwise, we can't look past this.
7266   Scale = 1;
7267   Offset = 0;
7268   return Val;
7269 }
7270
7271
7272 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
7273 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
7274 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
7275                                                    AllocationInst &AI) {
7276   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
7277   
7278   // Remove any uses of AI that are dead.
7279   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
7280   
7281   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
7282     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
7283     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
7284       while (UI != E && *UI == User)
7285         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
7286       
7287       ++NumDeadInst;
7288       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
7289       EraseInstFromFunction(*User);
7290     }
7291   }
7292   
7293   // Get the type really allocated and the type casted to.
7294   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
7295   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
7296   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
7297
7298   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
7299   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
7300   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
7301
7302   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
7303   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
7304   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
7305   if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
7306
7307   uint64_t AllocElTySize = TD->getABITypeSize(AllocElTy);
7308   uint64_t CastElTySize = TD->getABITypeSize(CastElTy);
7309   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
7310
7311   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
7312   // size argument.
7313   unsigned ArraySizeScale;
7314   int ArrayOffset;
7315   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
7316     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
7317  
7318   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
7319   // do the xform.
7320   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
7321       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
7322
7323   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
7324   Value *Amt = 0;
7325   if (Scale == 1) {
7326     Amt = NumElements;
7327   } else {
7328     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
7329     Amt = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Scale);
7330     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
7331       Amt = Multiply(cast<ConstantInt>(NumElements), cast<ConstantInt>(Amt));
7332     // otherwise multiply the amount and the number of elements
7333     else if (Scale != 1) {
7334       Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateMul(Amt, NumElements, "tmp");
7335       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7336     }
7337   }
7338   
7339   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
7340     Value *Off = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Offset, true);
7341     Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateAdd(Amt, Off, "tmp");
7342     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7343   }
7344   
7345   AllocationInst *New;
7346   if (isa<MallocInst>(AI))
7347     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7348   else
7349     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7350   InsertNewInstBefore(New, AI);
7351   New->takeName(&AI);
7352   
7353   // If the allocation has multiple uses, insert a cast and change all things
7354   // that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it will
7355   // die soon.
7356   if (!AI.hasOneUse()) {
7357     AddUsesToWorkList(AI);
7358     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
7359     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
7360     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
7361     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
7362     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
7363   }
7364   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
7365 }
7366
7367 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
7368 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
7369 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
7370 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
7371 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
7372 ///
7373 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
7374 /// extension operation if Ty is larger.
7375 ///
7376 /// If CastOpc is a truncation, then Ty will be a type smaller than V.  We
7377 /// should return true if trunc(V) can be computed by computing V in the smaller
7378 /// type.  If V is an instruction, then trunc(inst(x,y)) can be computed as
7379 /// inst(trunc(x),trunc(y)), which only makes sense if x and y can be
7380 /// efficiently truncated.
7381 ///
7382 /// If CastOpc is a sext or zext, we are asking if the low bits of the value can
7383 /// bit computed in a larger type, which is then and'd or sext_in_reg'd to get
7384 /// the final result.
7385 bool InstCombiner::CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
7386                                               unsigned CastOpc,
7387                                               int &NumCastsRemoved) {
7388   // We can always evaluate constants in another type.
7389   if (isa<ConstantInt>(V))
7390     return true;
7391   
7392   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
7393   if (!I) return false;
7394   
7395   const IntegerType *OrigTy = cast<IntegerType>(V->getType());
7396   
7397   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
7398   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
7399     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
7400     // it, and this will remove a cast overall.
7401     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
7402       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
7403       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
7404       // casts first.
7405       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)) && I->hasOneUse())
7406         ++NumCastsRemoved;
7407       return true;
7408     }
7409   }
7410
7411   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
7412   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
7413   if (!I->hasOneUse()) return false;
7414
7415   switch (I->getOpcode()) {
7416   case Instruction::Add:
7417   case Instruction::Sub:
7418   case Instruction::Mul:
7419   case Instruction::And:
7420   case Instruction::Or:
7421   case Instruction::Xor:
7422     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
7423     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7424                                       NumCastsRemoved) &&
7425            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7426                                       NumCastsRemoved);
7427
7428   case Instruction::Shl:
7429     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
7430     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
7431     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7432       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
7433       if (BitWidth < OrigTy->getBitWidth() && 
7434           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
7435         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7436                                           NumCastsRemoved);
7437     }
7438     break;
7439   case Instruction::LShr:
7440     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
7441     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
7442     // already zeros.
7443     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7444       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getBitWidth();
7445       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
7446       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
7447           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
7448             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
7449           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
7450         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7451                                           NumCastsRemoved);
7452       }
7453     }
7454     break;
7455   case Instruction::ZExt:
7456   case Instruction::SExt:
7457   case Instruction::Trunc:
7458     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
7459     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
7460     // of casts in the input.
7461     if (I->getOpcode() == CastOpc)
7462       return true;
7463     break;
7464   case Instruction::Select: {
7465     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
7466     return CanEvaluateInDifferentType(SI->getTrueValue(), Ty, CastOpc,
7467                                       NumCastsRemoved) &&
7468            CanEvaluateInDifferentType(SI->getFalseValue(), Ty, CastOpc,
7469                                       NumCastsRemoved);
7470   }
7471   case Instruction::PHI: {
7472     // We can change a phi if we can change all operands.
7473     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
7474     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
7475       if (!CanEvaluateInDifferentType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CastOpc,
7476                                       NumCastsRemoved))
7477         return false;
7478     return true;
7479   }
7480   default:
7481     // TODO: Can handle more cases here.
7482     break;
7483   }
7484   
7485   return false;
7486 }
7487
7488 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
7489 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
7490 /// evaluate the expression.
7491 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
7492                                              bool isSigned) {
7493   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
7494     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
7495
7496   // Otherwise, it must be an instruction.
7497   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
7498   Instruction *Res = 0;
7499   switch (I->getOpcode()) {
7500   case Instruction::Add:
7501   case Instruction::Sub:
7502   case Instruction::Mul:
7503   case Instruction::And:
7504   case Instruction::Or:
7505   case Instruction::Xor:
7506   case Instruction::AShr:
7507   case Instruction::LShr:
7508   case Instruction::Shl: {
7509     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
7510     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
7511     Res = BinaryOperator::Create((Instruction::BinaryOps)I->getOpcode(),
7512                                  LHS, RHS);
7513     break;
7514   }    
7515   case Instruction::Trunc:
7516   case Instruction::ZExt:
7517   case Instruction::SExt:
7518     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
7519     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
7520     // new.
7521     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
7522       return I->getOperand(0);
7523     
7524     // Otherwise, must be the same type of cast, so just reinsert a new one.
7525     Res = CastInst::Create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
7526                            Ty);
7527     break;
7528   case Instruction::Select: {
7529     Value *True = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
7530     Value *False = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(2), Ty, isSigned);
7531     Res = SelectInst::Create(I->getOperand(0), True, False);
7532     break;
7533   }
7534   case Instruction::PHI: {
7535     PHINode *OPN = cast<PHINode>(I);
7536     PHINode *NPN = PHINode::Create(Ty);
7537     for (unsigned i = 0, e = OPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
7538       Value *V =EvaluateInDifferentType(OPN->getIncomingValue(i), Ty, isSigned);
7539       NPN->addIncoming(V, OPN->getIncomingBlock(i));
7540     }
7541     Res = NPN;
7542     break;
7543   }
7544   default: 
7545     // TODO: Can handle more cases here.
7546     assert(0 && "Unreachable!");
7547     break;
7548   }
7549   
7550   Res->takeName(I);
7551   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
7552 }
7553
7554 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
7555 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
7556   Value *Src = CI.getOperand(0);
7557
7558   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
7559   // eliminate it now.
7560   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
7561     if (Instruction::CastOps opc = 
7562         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
7563       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
7564       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
7565       return CastInst::Create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
7566     }
7567   }
7568
7569   // If we are casting a select then fold the cast into the select
7570   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
7571     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
7572       return NV;
7573
7574   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
7575   if (isa<PHINode>(Src))
7576     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
7577       return NV;
7578   
7579   return 0;
7580 }
7581
7582 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
7583 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
7584   Value *Src = CI.getOperand(0);
7585   
7586   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
7587     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
7588     // this into a cast of the original pointer!
7589     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
7590       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
7591       // here because the pointer operand is being replaced with another 
7592       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
7593       AddToWorkList(GEP);
7594       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
7595       return &CI;
7596     }
7597     
7598     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
7599     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
7600     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
7601     // non-type-safe code.
7602     if (GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
7603       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
7604         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
7605         ConstantInt *OffsetV = cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
7606         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
7607         
7608         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
7609         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
7610         const Type *GEPIdxTy =
7611           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
7612         if (GEPIdxTy->isSized()) {
7613           SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
7614           
7615           // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
7616           // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
7617           // is something like [0 x {int, int}]
7618           const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
7619           int64_t FirstIdx = 0;
7620           if (int64_t TySize = TD->getABITypeSize(GEPIdxTy)) {
7621             FirstIdx = Offset/TySize;
7622             Offset %= TySize;
7623           
7624             // Handle silly modulus not returning values values [0..TySize).
7625             if (Offset < 0) {
7626               --FirstIdx;
7627               Offset += TySize;
7628               assert(Offset >= 0);
7629             }
7630             assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize &&"Out of range offset");
7631           }
7632           
7633           NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
7634
7635           // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
7636           while (Offset) {
7637             if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(GEPIdxTy)) {
7638               const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
7639               if (Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes()) {
7640                 unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
7641                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt));
7642               
7643                 Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
7644                 GEPIdxTy = STy->getElementType(Elt);
7645               } else {
7646                 // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7647                 Offset = 0;
7648                 OrigBase = 0;
7649               }
7650             } else if (isa<ArrayType>(GEPIdxTy) || isa<VectorType>(GEPIdxTy)) {
7651               const SequentialType *STy = cast<SequentialType>(GEPIdxTy);
7652               if (uint64_t EltSize = TD->getABITypeSize(STy->getElementType())){
7653                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
7654                 Offset %= EltSize;
7655               } else {
7656                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, 0));
7657               }
7658               GEPIdxTy = STy->getElementType();
7659             } else {
7660               // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7661               Offset = 0;
7662               OrigBase = 0;
7663             }
7664           }
7665           if (OrigBase) {
7666             // If we were able to index down into an element, create the GEP
7667             // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
7668             // two.
7669             Instruction *NGEP = GetElementPtrInst::Create(OrigBase, 
7670                                                           NewIndices.begin(),
7671                                                           NewIndices.end(), "");
7672             InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
7673             NGEP->takeName(GEP);
7674             
7675             if (isa<BitCastInst>(CI))
7676               return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
7677             assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
7678             return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
7679           }
7680         }
7681       }      
7682     }
7683   }
7684     
7685   return commonCastTransforms(CI);
7686 }
7687
7688
7689
7690 /// Only the TRUNC, ZEXT, SEXT, and BITCAST can both operand and result as
7691 /// integer types. This function implements the common transforms for all those
7692 /// cases.
7693 /// @brief Implement the transforms common to CastInst with integer operands
7694 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
7695   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
7696     return Result;
7697
7698   Value *Src = CI.getOperand(0);
7699   const Type *SrcTy = Src->getType();
7700   const Type *DestTy = CI.getType();
7701   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
7702   uint32_t DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
7703
7704   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
7705   // purpose is to compute bits we don't care about.
7706   APInt KnownZero(DestBitSize, 0), KnownOne(DestBitSize, 0);
7707   if (SimplifyDemandedBits(&CI, APInt::getAllOnesValue(DestBitSize),
7708                            KnownZero, KnownOne))
7709     return &CI;
7710
7711   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
7712   // can't do anything more. 
7713   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
7714   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
7715     return 0;
7716
7717   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
7718   int NumCastsRemoved = 0;
7719   if (!isa<BitCastInst>(CI) &&
7720       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, cast<IntegerType>(DestTy),
7721                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
7722     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
7723     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
7724     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
7725     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
7726     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
7727     // require that two casts have been eliminated.
7728     bool DoXForm;
7729     switch (CI.getOpcode()) {
7730     default:
7731       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
7732       // get here because of the check above.
7733       assert(0 && "Unknown cast type");
7734     case Instruction::Trunc:
7735       DoXForm = true;
7736       break;
7737     case Instruction::ZExt:
7738       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
7739       break;
7740     case Instruction::SExt:
7741       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
7742       break;
7743     }
7744     
7745     if (DoXForm) {
7746       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
7747                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
7748       assert(Res->getType() == DestTy);
7749       switch (CI.getOpcode()) {
7750       default: assert(0 && "Unknown cast type!");
7751       case Instruction::Trunc:
7752       case Instruction::BitCast:
7753         // Just replace this cast with the result.
7754         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
7755       case Instruction::ZExt: {
7756         // We need to emit an AND to clear the high bits.
7757         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
7758         Constant *C = ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
7759                                                             SrcBitSize));
7760         return BinaryOperator::CreateAnd(Res, C);
7761       }
7762       case Instruction::SExt:
7763         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
7764         return CastInst::Create(Instruction::SExt,
7765             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
7766                              CI), DestTy);
7767       }
7768     }
7769   }
7770   
7771   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
7772   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
7773
7774   switch (SrcI->getOpcode()) {
7775   case Instruction::Add:
7776   case Instruction::Mul:
7777   case Instruction::And:
7778   case Instruction::Or:
7779   case Instruction::Xor:
7780     // If we are discarding information, rewrite.
7781     if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
7782       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7783       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7784       // only be converting signedness, which is a noop.
7785       if (DestBitSize == SrcBitSize || 
7786           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy,TD) ||
7787           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7788         Instruction::CastOps opcode = CI.getOpcode();
7789         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
7790         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
7791         return BinaryOperator::Create(
7792             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7793       }
7794     }
7795
7796     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
7797     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
7798         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
7799         Op1 == ConstantInt::getTrue() &&
7800         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
7801       Value *New = InsertOperandCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, &CI);
7802       return BinaryOperator::CreateXor(New, ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
7803     }
7804     break;
7805   case Instruction::SDiv:
7806   case Instruction::UDiv:
7807   case Instruction::SRem:
7808   case Instruction::URem:
7809     // If we are just changing the sign, rewrite.
7810     if (DestBitSize == SrcBitSize) {
7811       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7812       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7813       // only be converting signedness, which is a noop.
7814       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) || 
7815           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7816         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
7817                                               Op0, DestTy, SrcI);
7818         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
7819                                               Op1, DestTy, SrcI);
7820         return BinaryOperator::Create(
7821           cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7822       }
7823     }
7824     break;
7825
7826   case Instruction::Shl:
7827     // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow 
7828     // changing the size of the shift, UNLESS the shift amount is a 
7829     // constant.  We must not change variable sized shifts to a smaller 
7830     // size, because it is undefined to shift more bits out than exist 
7831     // in the value.
7832     if (DestBitSize == SrcBitSize ||
7833         (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
7834       Instruction::CastOps opcode = (DestBitSize == SrcBitSize ?
7835           Instruction::BitCast : Instruction::Trunc);
7836       Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
7837       Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
7838       return BinaryOperator::CreateShl(Op0c, Op1c);
7839     }
7840     break;
7841   case Instruction::AShr:
7842     // If this is a signed shr, and if all bits shifted in are about to be
7843     // truncated off, turn it into an unsigned shr to allow greater
7844     // simplifications.
7845     if (DestBitSize < SrcBitSize &&
7846         isa<ConstantInt>(Op1)) {
7847       uint32_t ShiftAmt = cast<ConstantInt>(Op1)->getLimitedValue(SrcBitSize);
7848       if (SrcBitSize > ShiftAmt && SrcBitSize-ShiftAmt >= DestBitSize) {
7849         // Insert the new logical shift right.
7850         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, Op1);
7851       }
7852     }
7853     break;
7854   }
7855   return 0;
7856 }
7857
7858 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
7859   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7860     return Result;
7861   
7862   Value *Src = CI.getOperand(0);
7863   const Type *Ty = CI.getType();
7864   uint32_t DestBitWidth = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
7865   uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
7866   
7867   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src)) {
7868     switch (SrcI->getOpcode()) {
7869     default: break;
7870     case Instruction::LShr:
7871       // We can shrink lshr to something smaller if we know the bits shifted in
7872       // are already zeros.
7873       if (ConstantInt *ShAmtV = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1))) {
7874         uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
7875         
7876         // Get a mask for the bits shifting in.
7877         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
7878         Value* SrcIOp0 = SrcI->getOperand(0);
7879         if (SrcI->hasOneUse() && MaskedValueIsZero(SrcIOp0, Mask)) {
7880           if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
7881             return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
7882
7883           // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
7884           // shift.
7885           Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcIOp0, Ty, CI);
7886           Value *V2 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcI->getOperand(1),
7887                                        Ty, CI);
7888           return BinaryOperator::CreateLShr(V1, V2);
7889         }
7890       } else {     // This is a variable shr.
7891         
7892         // Turn 'trunc (lshr X, Y) to bool' into '(X & (1 << Y)) != 0'.  This is
7893         // more LLVM instructions, but allows '1 << Y' to be hoisted if
7894         // loop-invariant and CSE'd.
7895         if (CI.getType() == Type::Int1Ty && SrcI->hasOneUse()) {
7896           Value *One = ConstantInt::get(SrcI->getType(), 1);
7897
7898           Value *V = InsertNewInstBefore(
7899               BinaryOperator::CreateShl(One, SrcI->getOperand(1),
7900                                      "tmp"), CI);
7901           V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(V,
7902                                                             SrcI->getOperand(0),
7903                                                             "tmp"), CI);
7904           Value *Zero = Constant::getNullValue(V->getType());
7905           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, Zero);
7906         }
7907       }
7908       break;
7909     }
7910   }
7911   
7912   return 0;
7913 }
7914
7915 /// transformZExtICmp - Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations
7916 /// in order to eliminate the icmp.
7917 Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
7918                                              bool DoXform) {
7919   // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
7920   // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
7921   // cast to integer to avoid the comparison.
7922   if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
7923     const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
7924       
7925     // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
7926     // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
7927     if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
7928         (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())) {
7929       if (!DoXform) return ICI;
7930
7931       Value *In = ICI->getOperand(0);
7932       Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
7933                                    In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
7934       In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In, Sh,
7935                                                         In->getName()+".lobit"),
7936                                CI);
7937       if (In->getType() != CI.getType())
7938         In = CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(),
7939                                          false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
7940
7941       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
7942         Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
7943         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(In, One,
7944                                                          In->getName()+".not"),
7945                                  CI);
7946       }
7947
7948       return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7949     }
7950       
7951       
7952       
7953     // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
7954     // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
7955     // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
7956     // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
7957     // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
7958     // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
7959     // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
7960     // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
7961     if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
7962         // This only works for EQ and NE
7963         ICI->isEquality()) {
7964       // If Op1C some other power of two, convert:
7965       uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
7966       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
7967       APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
7968       ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
7969         
7970       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
7971       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
7972         if (!DoXform) return ICI;
7973
7974         bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7975         if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
7976           // (X&4) == 2 --> false
7977           // (X&4) != 2 --> true
7978           Constant *Res = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, isNE);
7979           Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
7980           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
7981         }
7982           
7983         uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
7984         Value *In = ICI->getOperand(0);
7985         if (ShiftAmt) {
7986           // Perform a logical shr by shiftamt.
7987           // Insert the shift to put the result in the low bit.
7988           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In,
7989                                   ConstantInt::get(In->getType(), ShiftAmt),
7990                                                    In->getName()+".lobit"), CI);
7991         }
7992           
7993         if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
7994           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
7995           In = BinaryOperator::CreateXor(In, One, "tmp");
7996           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
7997         }
7998           
7999         if (CI.getType() == In->getType())
8000           return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8001         else
8002           return CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8003       }
8004     }
8005   }
8006
8007   return 0;
8008 }
8009
8010 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
8011   // If one of the common conversion will work ..
8012   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8013     return Result;
8014
8015   Value *Src = CI.getOperand(0);
8016
8017   // If this is a cast of a cast
8018   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8019     // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
8020     // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
8021     // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
8022     if (isa<TruncInst>(CSrc)) {
8023       // Get the sizes of the types involved
8024       Value *A = CSrc->getOperand(0);
8025       uint32_t SrcSize = A->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8026       uint32_t MidSize = CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8027       uint32_t DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8028       // If we're actually extending zero bits and the trunc is a no-op
8029       if (MidSize < DstSize && SrcSize == DstSize) {
8030         // Replace both of the casts with an And of the type mask.
8031         APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8032         Constant *AndConst = ConstantInt::get(AndValue);
8033         Instruction *And = 
8034           BinaryOperator::CreateAnd(CSrc->getOperand(0), AndConst);
8035         // Unfortunately, if the type changed, we need to cast it back.
8036         if (And->getType() != CI.getType()) {
8037           And->setName(CSrc->getName()+".mask");
8038           InsertNewInstBefore(And, CI);
8039           And = CastInst::CreateIntegerCast(And, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8040         }
8041         return And;
8042       }
8043     }
8044   }
8045
8046   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src))
8047     return transformZExtICmp(ICI, CI);
8048
8049   BinaryOperator *SrcI = dyn_cast<BinaryOperator>(Src);
8050   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Or) {
8051     // zext (or icmp, icmp) --> or (zext icmp), (zext icmp) if at least one
8052     // of the (zext icmp) will be transformed.
8053     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(0));
8054     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(1));
8055     if (LHS && RHS && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
8056         (transformZExtICmp(LHS, CI, false) ||
8057          transformZExtICmp(RHS, CI, false))) {
8058       Value *LCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, LHS, CI.getType(), CI);
8059       Value *RCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, RHS, CI.getType(), CI);
8060       return BinaryOperator::Create(Instruction::Or, LCast, RCast);
8061     }
8062   }
8063
8064   return 0;
8065 }
8066
8067 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
8068   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
8069     return I;
8070   
8071   Value *Src = CI.getOperand(0);
8072   
8073   // Canonicalize sign-extend from i1 to a select.
8074   if (Src->getType() == Type::Int1Ty)
8075     return SelectInst::Create(Src,
8076                               ConstantInt::getAllOnesValue(CI.getType()),
8077                               Constant::getNullValue(CI.getType()));
8078
8079   // See if the value being truncated is already sign extended.  If so, just
8080   // eliminate the trunc/sext pair.
8081   if (getOpcode(Src) == Instruction::Trunc) {
8082     Value *Op = cast<User>(Src)->getOperand(0);
8083     unsigned OpBits   = cast<IntegerType>(Op->getType())->getBitWidth();
8084     unsigned MidBits  = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
8085     unsigned DestBits = cast<IntegerType>(CI.getType())->getBitWidth();
8086     unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op);
8087
8088     if (OpBits == DestBits) {
8089       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 24 sign
8090       // bits, it is already ready.
8091       if (NumSignBits > DestBits-MidBits)
8092         return ReplaceInstUsesWith(CI, Op);
8093     } else if (OpBits < DestBits) {
8094       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i64.  If Op has more than 24 sign
8095       // bits, just sext from i32.
8096       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8097         return new SExtInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8098     } else {
8099       // Op is i64, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 56 sign
8100       // bits, just truncate to i32.
8101       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8102         return new TruncInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8103     }
8104   }
8105
8106   // If the input is a shl/ashr pair of a same constant, then this is a sign
8107   // extension from a smaller value.  If we could trust arbitrary bitwidth
8108   // integers, we could turn this into a truncate to the smaller bit and then
8109   // use a sext for the whole extension.  Since we don't, look deeper and check
8110   // for a truncate.  If the source and dest are the same type, eliminate the
8111   // trunc and extend and just do shifts.  For example, turn:
8112   //   %a = trunc i32 %i to i8
8113   //   %b = shl i8 %a, 6
8114   //   %c = ashr i8 %b, 6
8115   //   %d = sext i8 %c to i32
8116   // into:
8117   //   %a = shl i32 %i, 30
8118   //   %d = ashr i32 %a, 30
8119   Value *A = 0;
8120   ConstantInt *BA = 0, *CA = 0;
8121   if (match(Src, m_AShr(m_Shl(m_Value(A), m_ConstantInt(BA)),
8122                         m_ConstantInt(CA))) &&
8123       BA == CA && isa<TruncInst>(A)) {
8124     Value *I = cast<TruncInst>(A)->getOperand(0);
8125     if (I->getType() == CI.getType()) {
8126       unsigned MidSize = Src->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8127       unsigned SrcDstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8128       unsigned ShAmt = CA->getZExtValue()+SrcDstSize-MidSize;
8129       Constant *ShAmtV = ConstantInt::get(CI.getType(), ShAmt);
8130       I = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateShl(I, ShAmtV,
8131                                                         CI.getName()), CI);
8132       return BinaryOperator::CreateAShr(I, ShAmtV);
8133     }
8134   }
8135   
8136   return 0;
8137 }
8138
8139 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
8140 /// in the specified FP type without changing its value.
8141 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem) {
8142   bool losesInfo;
8143   APFloat F = CFP->getValueAPF();
8144   (void)F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &losesInfo);
8145   if (!losesInfo)
8146     return ConstantFP::get(F);
8147   return 0;
8148 }
8149
8150 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
8151 /// through it until we get the source value.
8152 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V) {
8153   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
8154     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
8155       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0));
8156   
8157   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
8158   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
8159   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
8160   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
8161     if (CFP->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
8162       return V;  // No constant folding of this.
8163     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
8164     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle))
8165       return V;
8166     if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
8167       return V;  // Won't shrink.
8168     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble))
8169       return V;
8170     // Don't try to shrink to various long double types.
8171   }
8172   
8173   return V;
8174 }
8175
8176 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
8177   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8178     return I;
8179   
8180   // If we have fptrunc(add (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
8181   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
8182   // the add as the smaller type.  This applies to add/sub/mul/div as well as
8183   // many builtins (sqrt, etc).
8184   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
8185   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
8186     switch (OpI->getOpcode()) {
8187     default: break;
8188     case Instruction::Add:
8189     case Instruction::Sub:
8190     case Instruction::Mul:
8191     case Instruction::FDiv:
8192     case Instruction::FRem:
8193       const Type *SrcTy = OpI->getType();
8194       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0));
8195       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1));
8196       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
8197           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
8198         unsigned DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8199         // If the source types were both smaller than the destination type of
8200         // the cast, do this xform.
8201         if (LHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize &&
8202             RHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize) {
8203           LHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, LHSTrunc,
8204                                       CI.getType(), CI);
8205           RHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, RHSTrunc,
8206                                       CI.getType(), CI);
8207           return BinaryOperator::Create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
8208         }
8209       }
8210       break;  
8211     }
8212   }
8213   return 0;
8214 }
8215
8216 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
8217   return commonCastTransforms(CI);
8218 }
8219
8220 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(FPToUIInst &FI) {
8221   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8222   if (OpI == 0)
8223     return commonCastTransforms(FI);
8224
8225   // fptoui(uitofp(X)) --> X
8226   // fptoui(sitofp(X)) --> X
8227   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8228   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8229   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8230   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8231   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8232       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8233       (int)FI.getType()->getPrimitiveSizeInBits() < /*extra bit for sign */
8234                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8235     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8236
8237   return commonCastTransforms(FI);
8238 }
8239
8240 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(FPToSIInst &FI) {
8241   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8242   if (OpI == 0)
8243     return commonCastTransforms(FI);
8244   
8245   // fptosi(sitofp(X)) --> X
8246   // fptosi(uitofp(X)) --> X
8247   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8248   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8249   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8250   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8251   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8252       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8253       (int)FI.getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 
8254                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8255     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8256   
8257   return commonCastTransforms(FI);
8258 }
8259
8260 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
8261   return commonCastTransforms(CI);
8262 }
8263
8264 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
8265   return commonCastTransforms(CI);
8266 }
8267
8268 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(CastInst &CI) {
8269   return commonPointerCastTransforms(CI);
8270 }
8271
8272 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
8273   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8274     return I;
8275   
8276   const Type *DestPointee = cast<PointerType>(CI.getType())->getElementType();
8277   if (!DestPointee->isSized()) return 0;
8278
8279   // If this is inttoptr(add (ptrtoint x), cst), try to turn this into a GEP.
8280   ConstantInt *Cst;
8281   Value *X;
8282   if (match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Cast<PtrToIntInst>(m_Value(X)),
8283                                     m_ConstantInt(Cst)))) {
8284     // If the source and destination operands have the same type, see if this
8285     // is a single-index GEP.
8286     if (X->getType() == CI.getType()) {
8287       // Get the size of the pointee type.
8288       uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
8289
8290       // Convert the constant to intptr type.
8291       APInt Offset = Cst->getValue();
8292       Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
8293
8294       // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
8295       if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
8296         Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
8297         return GetElementPtrInst::Create(X, ConstantInt::get(Offset));
8298       }
8299     }
8300     // TODO: Could handle other cases, e.g. where add is indexing into field of
8301     // struct etc.
8302   } else if (CI.getOperand(0)->hasOneUse() &&
8303              match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst)))) {
8304     // Otherwise, if this is inttoptr(add x, cst), try to turn this into an
8305     // "inttoptr+GEP" instead of "add+intptr".
8306     
8307     // Get the size of the pointee type.
8308     uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
8309     
8310     // Convert the constant to intptr type.
8311     APInt Offset = Cst->getValue();
8312     Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
8313     
8314     // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
8315     if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
8316       Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
8317       
8318       Instruction *P = InsertNewInstBefore(new IntToPtrInst(X, CI.getType(),
8319                                                             "tmp"), CI);
8320       return GetElementPtrInst::Create(P, ConstantInt::get(Offset), "tmp");
8321     }
8322   }
8323   return 0;
8324 }
8325
8326 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
8327   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
8328   // otherwise just apply the common ones.
8329   Value *Src = CI.getOperand(0);
8330   const Type *SrcTy = Src->getType();
8331   const Type *DestTy = CI.getType();
8332
8333   if (SrcTy->isInteger() && DestTy->isInteger()) {
8334     if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8335       return Result;
8336   } else if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
8337     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
8338       return I;
8339   } else {
8340     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8341       return Result;
8342   }
8343
8344
8345   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
8346   // be replaced by the operand.
8347   if (DestTy == Src->getType())
8348     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
8349
8350   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
8351     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
8352     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
8353     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
8354     
8355     // If the address spaces don't match, don't eliminate the bitcast, which is
8356     // required for changing types.
8357     if (SrcPTy->getAddressSpace() != DstPTy->getAddressSpace())
8358       return 0;
8359     
8360     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
8361     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
8362     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
8363       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
8364         return V;
8365     
8366     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
8367     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
8368     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
8369     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8370     unsigned NumZeros = 0;
8371     while (SrcElTy != DstElTy && 
8372            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
8373            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
8374       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
8375       ++NumZeros;
8376     }
8377
8378     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
8379     if (SrcElTy == DstElTy) {
8380       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
8381       return GetElementPtrInst::Create(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "", 
8382                                        ((Instruction*) NULL));
8383     }
8384   }
8385
8386   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
8387     if (SVI->hasOneUse()) {
8388       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
8389       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
8390       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
8391           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
8392                 SVI->getType()->getNumElements() &&
8393           SVI->getType()->getNumElements() ==
8394             cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements()) {
8395         CastInst *Tmp;
8396         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
8397         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
8398         // us to eliminate at least one cast.
8399         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
8400              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
8401             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
8402              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
8403           Value *LHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
8404                                                SVI->getOperand(0), DestTy, &CI);
8405           Value *RHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
8406                                                SVI->getOperand(1), DestTy, &CI);
8407           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
8408           // know the vector types match #elts.
8409           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
8410         }
8411       }
8412     }
8413   }
8414   return 0;
8415 }
8416
8417 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
8418 ///   %C = or %A, %B
8419 ///   %D = select %cond, %C, %A
8420 /// into:
8421 ///   %C = select %cond, %B, 0
8422 ///   %D = or %A, %C
8423 ///
8424 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
8425 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
8426 /// equal the other incoming value of the select.
8427 ///
8428 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
8429   switch (I->getOpcode()) {
8430   case Instruction::Add:
8431   case Instruction::Mul:
8432   case Instruction::And:
8433   case Instruction::Or:
8434   case Instruction::Xor:
8435     return 3;              // Can fold through either operand.
8436   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
8437   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
8438   case Instruction::LShr:
8439   case Instruction::AShr:
8440     return 1;
8441   default:
8442     return 0;              // Cannot fold
8443   }
8444 }
8445
8446 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
8447 /// function, return the identity constant that goes into the select.
8448 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
8449   switch (I->getOpcode()) {
8450   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
8451   case Instruction::Add:
8452   case Instruction::Sub:
8453   case Instruction::Or:
8454   case Instruction::Xor:
8455   case Instruction::Shl:
8456   case Instruction::LShr:
8457   case Instruction::AShr:
8458     return Constant::getNullValue(I->getType());
8459   case Instruction::And:
8460     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
8461   case Instruction::Mul:
8462     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
8463   }
8464 }
8465
8466 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
8467 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
8468 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
8469                                           Instruction *FI) {
8470   if (TI->getNumOperands() == 1) {
8471     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
8472     // merge.
8473     if (TI->isCast()) {
8474       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
8475         return 0;
8476     } else {
8477       return 0;  // unknown unary op.
8478     }
8479
8480     // Fold this by inserting a select from the input values.
8481     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
8482                                            FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
8483     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
8484     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
8485                             TI->getType());
8486   }
8487
8488   // Only handle binary operators here.
8489   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
8490     return 0;
8491
8492   // Figure out if the operations have any operands in common.
8493   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
8494   bool MatchIsOpZero;
8495   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
8496     MatchOp  = TI->getOperand(0);
8497     OtherOpT = TI->getOperand(1);
8498     OtherOpF = FI->getOperand(1);
8499     MatchIsOpZero = true;
8500   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
8501     MatchOp  = TI->getOperand(1);
8502     OtherOpT = TI->getOperand(0);
8503     OtherOpF = FI->getOperand(0);
8504     MatchIsOpZero = false;
8505   } else if (!TI->isCommutative()) {
8506     return 0;
8507   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
8508     MatchOp  = TI->getOperand(0);
8509     OtherOpT = TI->getOperand(1);
8510     OtherOpF = FI->getOperand(0);
8511     MatchIsOpZero = true;
8512   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
8513     MatchOp  = TI->getOperand(1);
8514     OtherOpT = TI->getOperand(0);
8515     OtherOpF = FI->getOperand(1);
8516     MatchIsOpZero = true;
8517   } else {
8518     return 0;
8519   }
8520
8521   // If we reach here, they do have operations in common.
8522   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
8523                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
8524   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
8525
8526   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
8527     if (MatchIsOpZero)
8528       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
8529     else
8530       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
8531   }
8532   assert(0 && "Shouldn't get here");
8533   return 0;
8534 }
8535
8536 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
8537 /// ICmpInst as its first operand.
8538 ///
8539 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
8540                                                    ICmpInst *ICI) {
8541   bool Changed = false;
8542   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
8543   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
8544   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
8545   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
8546   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
8547
8548   // Check cases where the comparison is with a constant that
8549   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may edit ICI in
8550   // place here, so make sure the select is the only user.
8551   if (ICI->hasOneUse())
8552     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
8553       switch (Pred) {
8554       default: break;
8555       case ICmpInst::ICMP_ULT:
8556       case ICmpInst::ICMP_SLT: {
8557         // X < MIN ? T : F  -->  F
8558         if (CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
8559           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8560         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
8561         Constant *AdjustedRHS = SubOne(CI);
8562         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
8563             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
8564           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
8565           CmpRHS = AdjustedRHS;
8566           std::swap(FalseVal, TrueVal);
8567           ICI->setPredicate(Pred);
8568           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
8569           SI.setOperand(1, TrueVal);
8570           SI.setOperand(2, FalseVal);
8571           Changed = true;
8572         }
8573         break;
8574       }
8575       case ICmpInst::ICMP_UGT:
8576       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
8577         // X > MAX ? T : F  -->  F
8578         if (CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
8579           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8580         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
8581         Constant *AdjustedRHS = AddOne(CI);
8582         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
8583             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
8584           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
8585           CmpRHS = AdjustedRHS;
8586           std::swap(FalseVal, TrueVal);
8587           ICI->setPredicate(Pred);
8588           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
8589           SI.setOperand(1, TrueVal);
8590           SI.setOperand(2, FalseVal);
8591           Changed = true;
8592         }
8593         break;
8594       }
8595       }
8596
8597       // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31   -> all ones if signed
8598       // (x >s -1) ? -1 : 0 -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
8599       CmpInst::Predicate Pred = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
8600       if (match(TrueVal, m_ConstantInt(-1)) &&
8601           match(FalseVal, m_ConstantInt(0)))
8602         Pred = ICI->getPredicate();
8603       else if (match(TrueVal, m_ConstantInt(0)) &&
8604                match(FalseVal, m_ConstantInt(-1)))
8605         Pred = CmpInst::getInversePredicate(ICI->getPredicate());
8606       
8607       if (Pred != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
8608         // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8609         // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8610         // cast to integer to avoid the comparison.
8611         const APInt &Op1CV = CI->getValue();
8612     
8613         // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
8614         // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
8615         if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8616             (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Op1CV.isAllOnesValue())) {
8617           Value *In = ICI->getOperand(0);
8618           Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
8619                                        In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
8620           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAShr(In, Sh,
8621                                                           In->getName()+".lobit"),
8622                                    *ICI);
8623           if (In->getType() != SI.getType())
8624             In = CastInst::CreateIntegerCast(In, SI.getType(),
8625                                              true/*SExt*/, "tmp", ICI);
8626     
8627           if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
8628             In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(In,
8629                                        In->getName()+".not"), *ICI);
8630     
8631           return ReplaceInstUsesWith(SI, In);
8632         }
8633       }
8634     }
8635
8636   if (CmpLHS == TrueVal && CmpRHS == FalseVal) {
8637     // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8638     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
8639       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8640     // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8641     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
8642       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8643     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
8644
8645   } else if (CmpLHS == FalseVal && CmpRHS == TrueVal) {
8646     // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8647     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
8648       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8649     // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8650     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
8651       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8652     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
8653   }
8654
8655   /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer ABS
8656
8657   return Changed ? &SI : 0;
8658 }
8659
8660 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
8661   Value *CondVal = SI.getCondition();
8662   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
8663   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
8664
8665   // select true, X, Y  -> X
8666   // select false, X, Y -> Y
8667   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
8668     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
8669
8670   // select C, X, X -> X
8671   if (TrueVal == FalseVal)
8672     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8673
8674   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
8675     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8676   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
8677     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8678   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
8679     if (isa<Constant>(TrueVal))
8680       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8681     else
8682       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8683   }
8684
8685   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
8686     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
8687       if (C->getZExtValue()) {
8688         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
8689         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
8690       } else {
8691         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
8692         Value *NotCond =
8693           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8694                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
8695         return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
8696       }
8697     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
8698       if (C->getZExtValue() == false) {
8699         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
8700         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
8701       } else {
8702         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
8703         Value *NotCond =
8704           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8705                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
8706         return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
8707       }
8708     }
8709     
8710     // select a, b, a  -> a&b
8711     // select a, a, b  -> a|b
8712     if (CondVal == TrueVal)
8713       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
8714     else if (CondVal == FalseVal)
8715       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
8716   }
8717
8718   // Selecting between two integer constants?
8719   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
8720     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
8721       // select C, 1, 0 -> zext C to int
8722       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
8723         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
8724       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
8725         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
8726         Value *NotCond =
8727           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8728                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
8729         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
8730       }
8731       
8732       // FIXME: Turn select 0/-1 and -1/0 into sext from condition!
8733
8734       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
8735
8736         // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31
8737         if (TrueValC->isAllOnesValue() && FalseValC->isZero())
8738           if (ConstantInt *CmpCst = dyn_cast<ConstantInt>(IC->getOperand(1))) {
8739             if (IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && CmpCst->isZero()) {
8740               // The comparison constant and the result are not neccessarily the
8741               // same width. Make an all-ones value by inserting a AShr.
8742               Value *X = IC->getOperand(0);
8743               uint32_t Bits = X->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8744               Constant *ShAmt = ConstantInt::get(X->getType(), Bits-1);
8745               Instruction *SRA = BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, X,
8746                                                         ShAmt, "ones");
8747               InsertNewInstBefore(SRA, SI);
8748               
8749               // Finally, convert to the type of the select RHS.  We figure out
8750               // if this requires a SExt, Trunc or BitCast based on the sizes.
8751               Instruction::CastOps opc = Instruction::BitCast;
8752               uint32_t SRASize = SRA->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8753               uint32_t SISize  = SI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8754               if (SRASize < SISize)
8755                 opc = Instruction::SExt;
8756               else if (SRASize > SISize)
8757                 opc = Instruction::Trunc;
8758               return CastInst::Create(opc, SRA, SI.getType());
8759             }
8760           }
8761
8762
8763         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
8764         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
8765         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
8766         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
8767         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
8768           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
8769               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
8770             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
8771               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
8772                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
8773                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
8774                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
8775                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
8776                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
8777                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
8778                 // true or false val is the zero.
8779                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
8780                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8781                 Value *V = ICA;
8782                 if (ShouldNotVal)
8783                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::Create(
8784                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
8785                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
8786               }
8787       }
8788     }
8789
8790   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8791   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
8792     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
8793       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8794       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8795         // This is not safe in general for floating point:  
8796         // consider X== -0, Y== +0.
8797         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8798         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8799         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8800               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8801             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8802              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8803         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8804       }
8805       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8806       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8807         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8808       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
8809
8810     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
8811       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8812       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8813         // This is not safe in general for floating point:  
8814         // consider X== -0, Y== +0.
8815         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8816         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8817         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8818               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8819             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8820              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8821           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8822       }
8823       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8824       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8825         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8826       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
8827     }
8828     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
8829   }
8830
8831   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8832   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
8833     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
8834       return Result;
8835
8836   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
8837     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
8838       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
8839         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
8840
8841         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
8842         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
8843           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
8844             return IV;
8845
8846         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
8847         // even legal for FP.
8848         if (TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8849             FI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8850           AddOp = FI; SubOp = TI;
8851         } else if (FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8852                    TI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8853           AddOp = TI; SubOp = FI;
8854         }
8855
8856         if (AddOp) {
8857           Value *OtherAddOp = 0;
8858           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
8859             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
8860           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
8861             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
8862           }
8863
8864           if (OtherAddOp) {
8865             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
8866             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
8867             Value *NegVal;  // Compute -Z
8868             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
8869               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
8870             } else {
8871               NegVal = InsertNewInstBefore(
8872                     BinaryOperator::CreateNeg(SubOp->getOperand(1), "tmp"), SI);
8873             }
8874
8875             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
8876             Value *NewFalseOp = NegVal;
8877             if (AddOp != TI)
8878               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
8879             Instruction *NewSel =
8880               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,
8881                                  NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
8882
8883             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
8884             return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
8885           }
8886         }
8887       }
8888
8889   // See if we can fold the select into one of our operands.
8890   if (SI.getType()->isInteger()) {
8891     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
8892     // transformation we are doing here.
8893     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
8894       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
8895           !isa<Constant>(FalseVal))
8896         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
8897           unsigned OpToFold = 0;
8898           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
8899             OpToFold = 1;
8900           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
8901             OpToFold = 2;
8902           }
8903
8904           if (OpToFold) {
8905             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
8906             Instruction *NewSel =
8907               SelectInst::Create(SI.getCondition(),
8908                                  TVI->getOperand(2-OpToFold), C);
8909             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
8910             NewSel->takeName(TVI);
8911             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
8912               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
8913             else {
8914               assert(0 && "Unknown instruction!!");
8915             }
8916           }
8917         }
8918
8919     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
8920       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
8921           !isa<Constant>(TrueVal))
8922         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
8923           unsigned OpToFold = 0;
8924           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
8925             OpToFold = 1;
8926           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
8927             OpToFold = 2;
8928           }
8929
8930           if (OpToFold) {
8931             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
8932             Instruction *NewSel =
8933               SelectInst::Create(SI.getCondition(), C,
8934                                  FVI->getOperand(2-OpToFold));
8935             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
8936             NewSel->takeName(FVI);
8937             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
8938               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
8939             else
8940               assert(0 && "Unknown instruction!!");
8941           }
8942         }
8943   }
8944
8945   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
8946     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
8947     SI.setOperand(1, FalseVal);
8948     SI.setOperand(2, TrueVal);
8949     return &SI;
8950   }
8951
8952   return 0;
8953 }
8954
8955 /// EnforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
8956 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
8957 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
8958 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
8959 /// their preferred alignment from the beginning.
8960 ///
8961 static unsigned EnforceKnownAlignment(Value *V,
8962                                       unsigned Align, unsigned PrefAlign) {
8963
8964   User *U = dyn_cast<User>(V);
8965   if (!U) return Align;
8966
8967   switch (getOpcode(U)) {
8968   default: break;
8969   case Instruction::BitCast:
8970     return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
8971   case Instruction::GetElementPtr: {
8972     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
8973     bool AllZeroOperands = true;
8974     for (User::op_iterator i = U->op_begin() + 1, e = U->op_end(); i != e; ++i)
8975       if (!isa<Constant>(*i) ||
8976           !cast<Constant>(*i)->isNullValue()) {
8977         AllZeroOperands = false;
8978         break;
8979       }
8980
8981     if (AllZeroOperands) {
8982       // Treat this like a bitcast.
8983       return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
8984     }
8985     break;
8986   }
8987   }
8988
8989   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
8990     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
8991     // of the global.
8992     if (!GV->isDeclaration()) {
8993       GV->setAlignment(PrefAlign);
8994       Align = PrefAlign;
8995     }
8996   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
8997     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.  We
8998     // don't do this for malloc, because some systems can't respect the request.
8999     if (isa<AllocaInst>(AI)) {
9000       AI->setAlignment(PrefAlign);
9001       Align = PrefAlign;
9002     }
9003   }
9004
9005   return Align;
9006 }
9007
9008 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
9009 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
9010 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
9011 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
9012 unsigned InstCombiner::GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
9013                                                   unsigned PrefAlign) {
9014   unsigned BitWidth = TD ? TD->getTypeSizeInBits(V->getType()) :
9015                       sizeof(PrefAlign) * CHAR_BIT;
9016   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
9017   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
9018   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne);
9019   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
9020   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
9021
9022   if (PrefAlign > Align)
9023     Align = EnforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
9024   
9025     // We don't need to make any adjustment.
9026   return Align;
9027 }
9028
9029 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
9030   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1));
9031   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2));
9032   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
9033   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment()->getZExtValue();
9034
9035   if (CopyAlign < MinAlign) {
9036     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, MinAlign));
9037     return MI;
9038   }
9039   
9040   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
9041   // load/store.
9042   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
9043   if (MemOpLength == 0) return 0;
9044   
9045   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
9046   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
9047   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
9048   // case.
9049   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
9050   if (Size == 0) return MI;  // Delete this mem transfer.
9051   
9052   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
9053     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
9054   
9055   // Use an integer load+store unless we can find something better.
9056   Type *NewPtrTy = PointerType::getUnqual(IntegerType::get(Size<<3));
9057   
9058   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
9059   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
9060   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
9061   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
9062   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
9063   // integer datatype.
9064   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
9065     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
9066     if (SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
9067       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
9068       // down through these levels if so.
9069       while (!SrcETy->isSingleValueType()) {
9070         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
9071           if (STy->getNumElements() == 1)
9072             SrcETy = STy->getElementType(0);
9073           else
9074             break;
9075         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
9076           if (ATy->getNumElements() == 1)
9077             SrcETy = ATy->getElementType();
9078           else
9079             break;
9080         } else
9081           break;
9082       }
9083       
9084       if (SrcETy->isSingleValueType())
9085         NewPtrTy = PointerType::getUnqual(SrcETy);
9086     }
9087   }
9088   
9089   
9090   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
9091   // infer, use it.
9092   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
9093   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
9094   
9095   Value *Src = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(2), NewPtrTy, *MI);
9096   Value *Dest = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(1), NewPtrTy, *MI);
9097   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
9098   InsertNewInstBefore(L, *MI);
9099   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
9100
9101   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9102   MI->setOperand(3, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
9103   return MI;
9104 }
9105
9106 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
9107   unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest());
9108   if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Alignment) {
9109     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Alignment));
9110     return MI;
9111   }
9112   
9113   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
9114   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
9115   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
9116   if (!LenC || !FillC || FillC->getType() != Type::Int8Ty)
9117     return 0;
9118   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
9119   Alignment = MI->getAlignment()->getZExtValue();
9120   
9121   // If the length is zero, this is a no-op
9122   if (Len == 0) return MI; // memset(d,c,0,a) -> noop
9123   
9124   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
9125   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
9126     const Type *ITy = IntegerType::get(Len*8);  // n=1 -> i8.
9127     
9128     Value *Dest = MI->getDest();
9129     Dest = InsertBitCastBefore(Dest, PointerType::getUnqual(ITy), *MI);
9130
9131     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
9132     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
9133     
9134     // Extract the fill value and store.
9135     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
9136     InsertNewInstBefore(new StoreInst(ConstantInt::get(ITy, Fill), Dest, false,
9137                                       Alignment), *MI);
9138     
9139     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9140     MI->setLength(Constant::getNullValue(LenC->getType()));
9141     return MI;
9142   }
9143
9144   return 0;
9145 }
9146
9147
9148 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
9149 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
9150 /// the heavy lifting.
9151 ///
9152 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
9153   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
9154   if (!II) return visitCallSite(&CI);
9155   
9156   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
9157   // visitCallSite.
9158   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
9159     bool Changed = false;
9160
9161     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
9162     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
9163       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
9164
9165       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
9166         if (CI->getZExtValue() == 1) {
9167           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
9168           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
9169           // alignment is sufficient.
9170         }
9171     }
9172
9173     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
9174     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
9175     // into a call to memcpy.
9176     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
9177       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
9178         if (GVSrc->isConstant()) {
9179           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
9180           Intrinsic::ID MemCpyID;
9181           if (CI.getOperand(3)->getType() == Type::Int32Ty)
9182             MemCpyID = Intrinsic::memcpy_i32;
9183           else
9184             MemCpyID = Intrinsic::memcpy_i64;
9185           CI.setOperand(0, Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID));
9186           Changed = true;
9187         }
9188
9189       // memmove(x,x,size) -> noop.
9190       if (MMI->getSource() == MMI->getDest())
9191         return EraseInstFromFunction(CI);
9192     }
9193
9194     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
9195     // set, update the alignment.
9196     if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
9197       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
9198         return I;
9199     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
9200       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
9201         return I;
9202     }
9203           
9204     if (Changed) return II;
9205   }
9206   
9207   switch (II->getIntrinsicID()) {
9208   default: break;
9209   case Intrinsic::bswap:
9210     // bswap(bswap(x)) -> x
9211     if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1)))
9212       if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap)
9213         return ReplaceInstUsesWith(CI, Operand->getOperand(1));
9214     break;
9215   case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
9216   case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
9217   case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
9218   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
9219   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
9220     // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
9221     // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
9222     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9223       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),
9224                                        PointerType::getUnqual(II->getType()),
9225                                        CI);
9226       return new LoadInst(Ptr);
9227     }
9228     break;
9229   case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
9230   case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
9231     // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
9232     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), 16) >= 16) {
9233       const Type *OpPtrTy = 
9234         PointerType::getUnqual(II->getOperand(1)->getType());
9235       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(2), OpPtrTy, CI);
9236       return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
9237     }
9238     break;
9239   case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
9240   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
9241   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
9242     // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
9243     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9244       const Type *OpPtrTy = 
9245         PointerType::getUnqual(II->getOperand(2)->getType());
9246       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1), OpPtrTy, CI);
9247       return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
9248     }
9249     break;
9250     
9251   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
9252     // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
9253     // we can simplify the input based on that, do so now.
9254     uint64_t UndefElts;
9255     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), 1, 
9256                                               UndefElts)) {
9257       II->setOperand(1, V);
9258       return II;
9259     }
9260     break;
9261   }
9262     
9263   case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
9264     // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
9265     if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
9266       assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
9267       
9268       // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
9269       bool AllEltsOk = true;
9270       for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9271         if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
9272             !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
9273           AllEltsOk = false;
9274           break;
9275         }
9276       }
9277       
9278       if (AllEltsOk) {
9279         // Cast the input vectors to byte vectors.
9280         Value *Op0 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),Mask->getType(),CI);
9281         Value *Op1 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(2),Mask->getType(),CI);
9282         Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
9283         
9284         // Only extract each element once.
9285         Value *ExtractedElts[32];
9286         memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
9287         
9288         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9289           if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
9290             continue;
9291           unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
9292           Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
9293           
9294           if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
9295             Instruction *Elt = 
9296               new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, Idx&15, "tmp");
9297             InsertNewInstBefore(Elt, CI);
9298             ExtractedElts[Idx] = Elt;
9299           }
9300         
9301           // Insert this value into the result vector.
9302           Result = InsertElementInst::Create(Result, ExtractedElts[Idx],
9303                                              i, "tmp");
9304           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
9305         }
9306         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
9307       }
9308     }
9309     break;
9310
9311   case Intrinsic::stackrestore: {
9312     // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
9313     // happen when variable allocas are DCE'd.
9314     if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
9315       if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
9316         BasicBlock::iterator BI = SS;
9317         if (&*++BI == II)
9318           return EraseInstFromFunction(CI);
9319       }
9320     }
9321     
9322     // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
9323     // same block without an intervening call/alloca.
9324     BasicBlock::iterator BI = II;
9325     TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
9326     bool CannotRemove = false;
9327     for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
9328       if (isa<AllocaInst>(BI)) {
9329         CannotRemove = true;
9330         break;
9331       }
9332       if (CallInst *BCI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
9333         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BCI)) {
9334           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
9335           if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stackrestore)
9336             return EraseInstFromFunction(CI);
9337           // Otherwise, ignore the intrinsic.
9338         } else {
9339           // If we found a non-intrinsic call, we can't remove the stack
9340           // restore.
9341           CannotRemove = true;
9342           break;
9343         }
9344       }
9345     }
9346     
9347     // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
9348     // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
9349     if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)))
9350       return EraseInstFromFunction(CI);
9351     break;
9352   }
9353   }
9354
9355   return visitCallSite(II);
9356 }
9357
9358 // InvokeInst simplification
9359 //
9360 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
9361   return visitCallSite(&II);
9362 }
9363
9364 /// isSafeToEliminateVarargsCast - If this cast does not affect the value 
9365 /// passed through the varargs area, we can eliminate the use of the cast.
9366 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
9367                                          const CastInst * const CI,
9368                                          const TargetData * const TD,
9369                                          const int ix) {
9370   if (!CI->isLosslessCast())
9371     return false;
9372
9373   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
9374   // can't change to a type with a different size.  If the size were
9375   // passed explicitly we could avoid this check.
9376   if (!CS.paramHasAttr(ix, Attribute::ByVal))
9377     return true;
9378
9379   const Type* SrcTy = 
9380             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
9381   const Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
9382   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
9383     return false;
9384   if (TD->getABITypeSize(SrcTy) != TD->getABITypeSize(DstTy))
9385     return false;
9386   return true;
9387 }
9388
9389 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
9390 //
9391 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
9392   bool Changed = false;
9393
9394   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
9395   // to the arguments of the call/invoke.
9396   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
9397
9398   Value *Callee = CS.getCalledValue();
9399
9400   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
9401     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
9402       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
9403       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
9404       // be unreachable, as the call is undefined.
9405       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9406                     UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), 
9407                                     OldCall);
9408       if (!OldCall->use_empty())
9409         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
9410       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
9411         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
9412       return 0;
9413     }
9414
9415   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
9416     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
9417     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
9418     // that we can't modify the CFG here.
9419     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9420                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)),
9421                   CS.getInstruction());
9422
9423     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
9424       CS.getInstruction()->
9425         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
9426
9427     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
9428       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
9429       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9430                          ConstantInt::getTrue(), II);
9431     }
9432     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
9433   }
9434
9435   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
9436     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
9437       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
9438         return transformCallThroughTrampoline(CS);
9439
9440   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
9441   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
9442   if (FTy->isVarArg()) {
9443     int ix = FTy->getNumParams() + (isa<InvokeInst>(Callee) ? 3 : 1);
9444     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
9445     // the call.
9446     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
9447            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
9448       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
9449       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
9450         *I = CI->getOperand(0);
9451         Changed = true;
9452       }
9453     }
9454   }
9455
9456   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
9457     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
9458     CS.setDoesNotThrow();
9459     Changed = true;
9460   }
9461
9462   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
9463 }
9464
9465 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
9466 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
9467 //
9468 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
9469   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
9470   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
9471   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
9472       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
9473     return false;
9474   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
9475   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
9476   const AttrListPtr &CallerPAL = CS.getAttributes();
9477
9478   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
9479   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
9480   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
9481   //
9482   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
9483   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
9484   const Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
9485
9486   if (isa<StructType>(NewRetTy))
9487     return false; // TODO: Handle multiple return values.
9488
9489   // Check to see if we are changing the return type...
9490   if (OldRetTy != NewRetTy) {
9491     if (Callee->isDeclaration() &&
9492         // Conversion is ok if changing from one pointer type to another or from
9493         // a pointer to an integer of the same size.
9494         !((isa<PointerType>(OldRetTy) || OldRetTy == TD->getIntPtrType()) &&
9495           (isa<PointerType>(NewRetTy) || NewRetTy == TD->getIntPtrType())))
9496       return false;   // Cannot transform this return value.
9497
9498     if (!Caller->use_empty() &&
9499         // void -> non-void is handled specially
9500         NewRetTy != Type::VoidTy && !CastInst::isCastable(NewRetTy, OldRetTy))
9501       return false;   // Cannot transform this return value.
9502
9503     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
9504       Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
9505       if (RAttrs & Attribute::typeIncompatible(NewRetTy))
9506         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
9507     }
9508
9509     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
9510     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
9511     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
9512     // the critical edge).  Bail out in this case.
9513     if (!Caller->use_empty())
9514       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
9515         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
9516              UI != E; ++UI)
9517           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
9518             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
9519                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
9520               return false;
9521   }
9522
9523   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
9524   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
9525
9526   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
9527   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
9528     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
9529     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
9530
9531     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
9532       return false;   // Cannot transform this parameter value.
9533
9534     if (CallerPAL.getParamAttributes(i + 1) 
9535         & Attribute::typeIncompatible(ParamTy))
9536       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
9537
9538     // Converting from one pointer type to another or between a pointer and an
9539     // integer of the same size is safe even if we do not have a body.
9540     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
9541       ((isa<PointerType>(ParamTy) || ParamTy == TD->getIntPtrType()) &&
9542        (isa<PointerType>(ActTy) || ActTy == TD->getIntPtrType()));
9543     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
9544   }
9545
9546   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
9547       Callee->isDeclaration())
9548     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body.
9549
9550   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
9551       !CallerPAL.isEmpty())
9552     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
9553     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
9554     // that are compatible with being a vararg call argument.
9555     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
9556       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
9557         break;
9558       Attributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
9559       if (PAttrs & Attribute::VarArgsIncompatible)
9560         return false;
9561     }
9562
9563   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
9564   // inserting cast instructions as necessary...
9565   std::vector<Value*> Args;
9566   Args.reserve(NumActualArgs);
9567   SmallVector<AttributeWithIndex, 8> attrVec;
9568   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
9569
9570   // Get any return attributes.
9571   Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
9572
9573   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
9574   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
9575   RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NewRetTy);
9576
9577   // Add the new return attributes.
9578   if (RAttrs)
9579     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
9580
9581   AI = CS.arg_begin();
9582   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
9583     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
9584     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
9585       Args.push_back(*AI);
9586     } else {
9587       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
9588           false, ParamTy, false);
9589       CastInst *NewCast = CastInst::Create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
9590       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
9591     }
9592
9593     // Add any parameter attributes.
9594     if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
9595       attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
9596   }
9597
9598   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
9599   // now...
9600   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
9601     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
9602
9603   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
9604   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
9605     if (!FT->isVarArg()) {
9606       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
9607            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
9608     } else {
9609       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
9610       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
9611         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
9612         if (PTy != (*AI)->getType()) {
9613           // Must promote to pass through va_arg area!
9614           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
9615                                                                 PTy, false);
9616           Instruction *Cast = CastInst::Create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
9617           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
9618           Args.push_back(Cast);
9619         } else {
9620           Args.push_back(*AI);
9621         }
9622
9623         // Add any parameter attributes.
9624         if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
9625           attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
9626       }
9627     }
9628   }
9629
9630   if (Attributes FnAttrs =  CallerPAL.getFnAttributes())
9631     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
9632
9633   if (NewRetTy == Type::VoidTy)
9634     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
9635
9636   const AttrListPtr &NewCallerPAL = AttrListPtr::get(attrVec.begin(),attrVec.end());
9637
9638   Instruction *NC;
9639   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9640     NC = InvokeInst::Create(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9641                             Args.begin(), Args.end(),
9642                             Caller->getName(), Caller);
9643     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
9644     cast<InvokeInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
9645   } else {
9646     NC = CallInst::Create(Callee, Args.begin(), Args.end(),
9647                           Caller->getName(), Caller);
9648     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
9649     if (CI->isTailCall())
9650       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
9651     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
9652     cast<CallInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
9653   }
9654
9655   // Insert a cast of the return type as necessary.
9656   Value *NV = NC;
9657   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
9658     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
9659       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
9660                                                             OldRetTy, false);
9661       NV = NC = CastInst::Create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
9662
9663       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
9664       // non-phi, instruction in the normal successor block.
9665       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9666         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstNonPHI();
9667         InsertNewInstBefore(NC, *I);
9668       } else {
9669         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
9670         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
9671       }
9672       AddUsersToWorkList(*Caller);
9673     } else {
9674       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
9675     }
9676   }
9677
9678   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
9679     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
9680   Caller->eraseFromParent();
9681   RemoveFromWorkList(Caller);
9682   return true;
9683 }
9684
9685 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
9686 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
9687 //
9688 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
9689   Value *Callee = CS.getCalledValue();
9690   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
9691   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
9692   const AttrListPtr &Attrs = CS.getAttributes();
9693
9694   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
9695   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
9696   if (Attrs.hasAttrSomewhere(Attribute::Nest))
9697     return 0;
9698
9699   IntrinsicInst *Tramp =
9700     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
9701
9702   Function *NestF = cast<Function>(Tramp->getOperand(2)->stripPointerCasts());
9703   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
9704   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
9705
9706   const AttrListPtr &NestAttrs = NestF->getAttributes();
9707   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
9708     unsigned NestIdx = 1;
9709     const Type *NestTy = 0;
9710     Attributes NestAttr = Attribute::None;
9711
9712     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
9713     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
9714          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
9715       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, Attribute::Nest)) {
9716         // Record the parameter type and any other attributes.
9717         NestTy = *I;
9718         NestAttr = NestAttrs.getParamAttributes(NestIdx);
9719         break;
9720       }
9721
9722     if (NestTy) {
9723       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
9724       std::vector<Value*> NewArgs;
9725       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
9726
9727       SmallVector<AttributeWithIndex, 8> NewAttrs;
9728       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
9729
9730       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
9731       // mean appending it.  Likewise for attributes.
9732
9733       // Add any result attributes.
9734       if (Attributes Attr = Attrs.getRetAttributes())
9735         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(0, Attr));
9736
9737       {
9738         unsigned Idx = 1;
9739         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
9740         do {
9741           if (Idx == NestIdx) {
9742             // Add the chain argument and attributes.
9743             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
9744             if (NestVal->getType() != NestTy)
9745               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
9746             NewArgs.push_back(NestVal);
9747             NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
9748           }
9749
9750           if (I == E)
9751             break;
9752
9753           // Add the original argument and attributes.
9754           NewArgs.push_back(*I);
9755           if (Attributes Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx))
9756             NewAttrs.push_back
9757               (AttributeWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
9758
9759           ++Idx, ++I;
9760         } while (1);
9761       }
9762
9763       // Add any function attributes.
9764       if (Attributes Attr = Attrs.getFnAttributes())
9765         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, Attr));
9766
9767       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
9768       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
9769       // with the chain parameter inserted.
9770
9771       std::vector<const Type*> NewTypes;
9772       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
9773
9774       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
9775       // mean appending it.
9776       {
9777         unsigned Idx = 1;
9778         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
9779           E = FTy->param_end();
9780
9781         do {
9782           if (Idx == NestIdx)
9783             // Add the chain's type.
9784             NewTypes.push_back(NestTy);
9785
9786           if (I == E)
9787             break;
9788
9789           // Add the original type.
9790           NewTypes.push_back(*I);
9791
9792           ++Idx, ++I;
9793         } while (1);
9794       }
9795
9796       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
9797       // code sort out any function type mismatches.
9798       FunctionType *NewFTy =
9799         FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes, FTy->isVarArg());
9800       Constant *NewCallee = NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
9801         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PointerType::getUnqual(NewFTy));
9802       const AttrListPtr &NewPAL = AttrListPtr::get(NewAttrs.begin(),NewAttrs.end());
9803
9804       Instruction *NewCaller;
9805       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9806         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
9807                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9808                                        NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9809                                        Caller->getName(), Caller);
9810         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
9811         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
9812       } else {
9813         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9814                                      Caller->getName(), Caller);
9815         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
9816           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
9817         cast<CallInst>(NewCaller)->
9818           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
9819         cast<CallInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
9820       }
9821       if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
9822         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
9823       Caller->eraseFromParent();
9824       RemoveFromWorkList(Caller);
9825       return 0;
9826     }
9827   }
9828
9829   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
9830   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
9831   // code sort out any function type mismatches.
9832   Constant *NewCallee =
9833     NestF->getType() == PTy ? NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
9834   CS.setCalledFunction(NewCallee);
9835   return CS.getInstruction();
9836 }
9837
9838 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
9839 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
9840 /// and a single binop.
9841 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
9842   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
9843   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) ||
9844          isa<CmpInst>(FirstInst));
9845   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
9846   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
9847   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
9848     
9849   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
9850   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
9851   
9852   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
9853   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
9854   for (unsigned i = 0; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
9855     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
9856     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
9857         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
9858         // types or GEP's with different index types.
9859         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
9860         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
9861       return 0;
9862
9863     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
9864     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
9865       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
9866           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
9867         return 0;
9868     
9869     // Keep track of which operand needs a phi node.
9870     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
9871     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
9872   }
9873   
9874   // Otherwise, this is safe to transform, determine if it is profitable.
9875
9876   // If this is a GEP, and if the index (not the pointer) needs a PHI, bail out.
9877   // Indexes are often folded into load/store instructions, so we don't want to
9878   // hide them behind a phi.
9879   if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) && RHSVal == 0)
9880     return 0;
9881   
9882   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
9883   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
9884   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
9885   if (LHSVal == 0) {
9886     NewLHS = PHINode::Create(LHSType,
9887                              FirstInst->getOperand(0)->getName() + ".pn");
9888     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
9889     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
9890     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
9891     LHSVal = NewLHS;
9892   }
9893   
9894   if (RHSVal == 0) {
9895     NewRHS = PHINode::Create(RHSType,
9896                              FirstInst->getOperand(1)->getName() + ".pn");
9897     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
9898     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
9899     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
9900     RHSVal = NewRHS;
9901   }
9902   
9903   // Add all operands to the new PHIs.
9904   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
9905     if (NewLHS) {
9906       Value *NewInLHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
9907       NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
9908     }
9909     if (NewRHS) {
9910       Value *NewInRHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(1);
9911       NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
9912     }
9913   }
9914     
9915   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
9916     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
9917   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
9918     return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), LHSVal, 
9919                            RHSVal);
9920   else {
9921     assert(isa<GetElementPtrInst>(FirstInst));
9922     return GetElementPtrInst::Create(LHSVal, RHSVal);
9923   }
9924 }
9925
9926 /// isSafeToSinkLoad - Return true if we know that it is safe sink the load out
9927 /// of the block that defines it.  This means that it must be obvious the value
9928 /// of the load is not changed from the point of the load to the end of the
9929 /// block it is in.
9930 ///
9931 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
9932 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
9933 /// to a register.
9934 static bool isSafeToSinkLoad(LoadInst *L) {
9935   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
9936   
9937   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
9938     if (BBI->mayWriteToMemory())
9939       return false;
9940   
9941   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
9942   // profitable to do this xform.
9943   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
9944     bool isAddressTaken = false;
9945     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
9946          UI != E; ++UI) {
9947       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
9948       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
9949         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
9950         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
9951       }
9952       isAddressTaken = true;
9953       break;
9954     }
9955     
9956     if (!isAddressTaken)
9957       return false;
9958   }
9959   
9960   return true;
9961 }
9962
9963
9964 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
9965 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
9966 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
9967 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
9968   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
9969
9970   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
9971   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
9972   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
9973   // code size and simplifying code.
9974   Constant *ConstantOp = 0;
9975   const Type *CastSrcTy = 0;
9976   bool isVolatile = false;
9977   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
9978     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
9979   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
9980     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
9981     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
9982     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
9983     if (ConstantOp == 0)
9984       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
9985   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
9986     isVolatile = LI->isVolatile();
9987     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
9988     // load and the PHI.
9989     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
9990         !isSafeToSinkLoad(LI))
9991       return 0;
9992     
9993     // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
9994     // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
9995     // the path through the other successor.
9996     if (isVolatile &&
9997         LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
9998       return 0;
9999     
10000   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
10001     if (FirstInst->getNumOperands() == 2)
10002       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
10003     // Can't handle general GEPs yet.
10004     return 0;
10005   } else {
10006     return 0;  // Cannot fold this operation.
10007   }
10008
10009   // Check to see if all arguments are the same operation.
10010   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10011     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
10012     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10013     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
10014       return 0;
10015     if (CastSrcTy) {
10016       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
10017         return 0;  // Cast operation must match.
10018     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
10019       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
10020       // the load and the PHI.
10021       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
10022           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
10023           !isSafeToSinkLoad(LI))
10024         return 0;
10025       
10026       // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10027       // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10028       // the path through the other successor.
10029       if (isVolatile &&
10030           LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10031         return 0;
10032
10033       
10034     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
10035       return 0;
10036     }
10037   }
10038
10039   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
10040   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
10041   PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
10042                                    PN.getName()+".in");
10043   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10044
10045   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
10046   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
10047
10048   // Add all operands to the new PHI.
10049   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10050     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
10051     if (NewInVal != InVal)
10052       InVal = 0;
10053     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
10054   }
10055
10056   Value *PhiVal;
10057   if (InVal) {
10058     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
10059     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
10060     PhiVal = InVal;
10061     delete NewPN;
10062   } else {
10063     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10064     PhiVal = NewPN;
10065   }
10066
10067   // Insert and return the new operation.
10068   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
10069     return CastInst::Create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
10070   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10071     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
10072   if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
10073     return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
10074                            PhiVal, ConstantOp);
10075   assert(isa<LoadInst>(FirstInst) && "Unknown operation");
10076   
10077   // If this was a volatile load that we are merging, make sure to loop through
10078   // and mark all the input loads as non-volatile.  If we don't do this, we will
10079   // insert a new volatile load and the old ones will not be deletable.
10080   if (isVolatile)
10081     for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
10082       cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(i))->setVolatile(false);
10083   
10084   return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
10085 }
10086
10087 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
10088 /// that is dead.
10089 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
10090                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
10091   if (PN->use_empty()) return true;
10092   if (!PN->hasOneUse()) return false;
10093
10094   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
10095   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
10096     return true;
10097   
10098   // Don't scan crazily complex things.
10099   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
10100     return false;
10101
10102   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
10103     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
10104
10105   return false;
10106 }
10107
10108 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
10109 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
10110 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10111 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
10112                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
10113   // See if we already saw this PHI node.
10114   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
10115     return true;
10116   
10117   // Don't scan crazily complex things.
10118   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
10119     return false;
10120  
10121   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
10122   // the value.
10123   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10124     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
10125     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
10126       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10127         return false;
10128     } else if (Op != NonPhiInVal)
10129       return false;
10130   }
10131   
10132   return true;
10133 }
10134
10135
10136 // PHINode simplification
10137 //
10138 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
10139   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
10140   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
10141   
10142   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
10143     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
10144
10145   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
10146   // reducing code size.
10147   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
10148       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
10149     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
10150       return Result;
10151
10152   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
10153   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
10154   // PHI)... break the cycle.
10155   if (PN.hasOneUse()) {
10156     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
10157     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
10158       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
10159       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
10160       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
10161         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
10162     }
10163    
10164     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
10165     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
10166     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
10167     // common case here is good because the only other things that catch this
10168     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
10169     // late.
10170     if (PHIUser->hasOneUse() &&
10171         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
10172         PHIUser->use_back() == &PN) {
10173       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
10174     }
10175   }
10176
10177   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
10178   // same value, for example:
10179   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10180   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
10181   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
10182   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
10183   {
10184     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
10185     // Scan for the first non-phi operand.
10186     while (InValNo != NumOperandVals && 
10187            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
10188       ++InValNo;
10189
10190     if (InValNo != NumOperandVals) {
10191       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
10192       
10193       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
10194       // there is no need to recursively scan other phis.
10195       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
10196         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
10197         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
10198           break;
10199       }
10200       
10201       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
10202       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
10203       // the value.
10204       if (InValNo == NumOperandVals) {
10205         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
10206         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10207           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
10208       }
10209     }
10210   }
10211   return 0;
10212 }
10213
10214 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
10215                                    Instruction *InsertPoint,
10216                                    InstCombiner *IC) {
10217   unsigned PtrSize = DTy->getPrimitiveSizeInBits();
10218   unsigned VTySize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
10219   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
10220   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
10221   // used for address computation.
10222   Instruction::CastOps opcode = 
10223      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
10224       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
10225   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
10226 }
10227
10228
10229 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
10230   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
10231   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
10232   // If so, eliminate the noop.
10233   if (GEP.getNumOperands() == 1)
10234     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10235
10236   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
10237     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
10238
10239   bool HasZeroPointerIndex = false;
10240   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
10241     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
10242
10243   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
10244     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10245
10246   // Eliminate unneeded casts for indices.
10247   bool MadeChange = false;
10248   
10249   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
10250   for (User::op_iterator i = GEP.op_begin() + 1, e = GEP.op_end();
10251        i != e; ++i, ++GTI) {
10252     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
10253       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*i)) {
10254         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
10255             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
10256           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
10257           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
10258           // is a 32-bit pointer target.
10259           if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
10260             MadeChange = true;
10261             *i = CI->getOperand(0);
10262           }
10263         }
10264       }
10265       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
10266       // to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.
10267       // If the incoming value needs a cast instruction,
10268       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
10269       // obvious.
10270       Value *Op = *i;
10271       if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) > TD->getPointerSizeInBits()) {
10272         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10273           *i = ConstantExpr::getTrunc(C, TD->getIntPtrType());
10274           MadeChange = true;
10275         } else {
10276           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
10277                                 GEP);
10278           *i = Op;
10279           MadeChange = true;
10280         }
10281       } else if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) < TD->getPointerSizeInBits()) {
10282         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10283           *i = ConstantExpr::getSExt(C, TD->getIntPtrType());
10284           MadeChange = true;
10285         } else {
10286           Op = InsertCastBefore(Instruction::SExt, Op, TD->getIntPtrType(),
10287                                 GEP);
10288           *i = Op;
10289           MadeChange = true;
10290         }
10291       }
10292     }
10293   }
10294   if (MadeChange) return &GEP;
10295
10296   // If this GEP instruction doesn't move the pointer, and if the input operand
10297   // is a bitcast of another pointer, just replace the GEP with a bitcast of the
10298   // real input to the dest type.
10299   if (GEP.hasAllZeroIndices()) {
10300     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(GEP.getOperand(0))) {
10301       // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
10302       // converted to match the type of the cast, don't touch this.
10303       if (isa<AllocationInst>(BCI->getOperand(0))) {
10304         // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
10305         if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
10306           if (I != BCI) {
10307             I->takeName(BCI);
10308             BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
10309             ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
10310           }
10311           return &GEP;
10312         }
10313       }
10314       return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
10315     }
10316   }
10317   
10318   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
10319   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
10320   // getelementptr instructions into a single instruction.
10321   //
10322   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
10323   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
10324     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
10325
10326   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
10327     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
10328     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
10329     // avoids us creating a TON of code in some cases.
10330     //
10331     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
10332         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
10333       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
10334
10335     SmallVector<Value*, 8> Indices;
10336
10337     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
10338     bool EndsWithSequential = false;
10339     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
10340            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
10341       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
10342
10343     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
10344     if (EndsWithSequential) {
10345       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
10346       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
10347       //
10348       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
10349       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
10350         Sum = GO1;
10351       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
10352         Sum = SO1;
10353       } else {
10354         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
10355         // target's pointer size.
10356         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
10357           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
10358             SO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
10359           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
10360             GO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
10361           } else {
10362             unsigned PS = TD->getPointerSizeInBits();
10363             if (TD->getTypeSizeInBits(SO1->getType()) == PS) {
10364               // Convert GO1 to SO1's type.
10365               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
10366
10367             } else if (TD->getTypeSizeInBits(GO1->getType()) == PS) {
10368               // Convert SO1 to GO1's type.
10369               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
10370             } else {
10371               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
10372               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
10373               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
10374             }
10375           }
10376         }
10377         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
10378           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
10379         else {
10380           Sum = BinaryOperator::CreateAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
10381           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
10382         }
10383       }
10384
10385       // Recycle the GEP we already have if possible.
10386       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
10387         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
10388         GEP.setOperand(1, Sum);
10389         return &GEP;
10390       } else {
10391         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
10392                        SrcGEPOperands.end()-1);
10393         Indices.push_back(Sum);
10394         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
10395       }
10396     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
10397                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
10398                SrcGEPOperands.size() != 1) {
10399       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
10400       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
10401                      SrcGEPOperands.end());
10402       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
10403     }
10404
10405     if (!Indices.empty())
10406       return GetElementPtrInst::Create(SrcGEPOperands[0], Indices.begin(),
10407                                        Indices.end(), GEP.getName());
10408
10409   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
10410     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
10411     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
10412
10413     // Scan for nonconstants...
10414     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
10415     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
10416     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
10417       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
10418
10419     if (I == E) {  // If they are all constants...
10420       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV,
10421                                                     &Indices[0],Indices.size());
10422
10423       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
10424       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
10425     }
10426   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
10427     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
10428       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
10429     } else if (HasZeroPointerIndex) {
10430       // transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
10431       // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
10432       //
10433       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
10434       //
10435       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
10436       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
10437       if (const ArrayType *XATy =
10438           dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
10439         if (const ArrayType *CATy =
10440             dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
10441           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
10442             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
10443             // to an array of the same type as the destination pointer
10444             // array.  Because the array type is never stepped over (there
10445             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
10446             GEP.setOperand(0, X);
10447             return &GEP;
10448           }
10449     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
10450       // Transform things like:
10451       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
10452       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
10453       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
10454       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
10455       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
10456           TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
10457           TD->getABITypeSize(ResElTy)) {
10458         Value *Idx[2];
10459         Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10460         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
10461         Value *V = InsertNewInstBefore(
10462                GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()), GEP);
10463         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
10464         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
10465       }
10466       
10467       // Transform things like:
10468       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
10469       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
10470       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
10471       
10472       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::Int8Ty) {
10473         uint64_t ArrayEltSize =
10474             TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
10475         
10476         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
10477         // allow either a mul, shift, or constant here.
10478         Value *NewIdx = 0;
10479         ConstantInt *Scale = 0;
10480         if (ArrayEltSize == 1) {
10481           NewIdx = GEP.getOperand(1);
10482           Scale = ConstantInt::get(NewIdx->getType(), 1);
10483         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
10484           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
10485           Scale = CI;
10486         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
10487           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
10488               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
10489             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
10490             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
10491             Scale = ConstantInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmtVal);
10492             NewIdx = Inst->getOperand(0);
10493           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
10494                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
10495             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
10496             NewIdx = Inst->getOperand(0);
10497           }
10498         }
10499         
10500         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
10501         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
10502         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
10503         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
10504         if (Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
10505             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
10506           Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
10507                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
10508           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
10509             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
10510                                                        false /*ZExt*/);
10511             Instruction *Sc = BinaryOperator::CreateMul(NewIdx, C, "idxscale");
10512             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
10513           }
10514
10515           // Insert the new GEP instruction.
10516           Value *Idx[2];
10517           Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10518           Idx[1] = NewIdx;
10519           Instruction *NewGEP =
10520             GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
10521           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
10522           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
10523           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
10524         }
10525       }
10526     }
10527   }
10528
10529   return 0;
10530 }
10531
10532 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
10533   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
10534   if (AI.isArrayAllocation()) {  // Check C != 1
10535     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
10536       const Type *NewTy = 
10537         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
10538       AllocationInst *New = 0;
10539
10540       // Create and insert the replacement instruction...
10541       if (isa<MallocInst>(AI))
10542         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
10543       else {
10544         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
10545         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
10546       }
10547
10548       InsertNewInstBefore(New, AI);
10549
10550       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
10551       // allocas if possible...
10552       //
10553       BasicBlock::iterator It = New;
10554       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
10555
10556       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
10557       // insert our getelementptr instruction...
10558       //
10559       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10560       Value *Idx[2];
10561       Idx[0] = NullIdx;
10562       Idx[1] = NullIdx;
10563       Value *V = GetElementPtrInst::Create(New, Idx, Idx + 2,
10564                                            New->getName()+".sub", It);
10565
10566       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
10567       // allocation.
10568       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
10569     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
10570       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
10571     }
10572   }
10573
10574   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
10575   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
10576   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
10577   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() &&
10578       TD->getABITypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
10579     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
10580
10581   return 0;
10582 }
10583
10584 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
10585   Value *Op = FI.getOperand(0);
10586
10587   // free undef -> unreachable.
10588   if (isa<UndefValue>(Op)) {
10589     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
10590     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
10591                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), &FI);
10592     return EraseInstFromFunction(FI);
10593   }
10594   
10595   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
10596   // when lots of inlining happens.
10597   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
10598     return EraseInstFromFunction(FI);
10599   
10600   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
10601   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
10602     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
10603     return &FI;
10604   }
10605   
10606   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
10607   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
10608     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
10609       AddToWorkList(GEPI);
10610       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
10611       return &FI;
10612     }
10613   }
10614   
10615   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
10616   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
10617     if (MI->hasOneUse()) {
10618       EraseInstFromFunction(FI);
10619       return EraseInstFromFunction(*MI);
10620     }
10621
10622   return 0;
10623 }
10624
10625
10626 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
10627 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
10628                                         const TargetData *TD) {
10629   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
10630   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
10631
10632   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CI)) {
10633     // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
10634     // directly if string length is small enough.
10635     std::string Str;
10636     if (GetConstantStringInfo(CE->getOperand(0), Str) && !Str.empty()) {
10637       unsigned len = Str.length();
10638       const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
10639       unsigned numBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
10640       // Replace LI with immediate integer store.
10641       if ((numBits >> 3) == len + 1) {
10642         APInt StrVal(numBits, 0);
10643         APInt SingleChar(numBits, 0);
10644         if (TD->isLittleEndian()) {
10645           for (signed i = len-1; i >= 0; i--) {
10646             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
10647             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10648           }
10649         } else {
10650           for (unsigned i = 0; i < len; i++) {
10651             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
10652             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10653           }
10654           // Append NULL at the end.
10655           SingleChar = 0;
10656           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10657         }
10658         Value *NL = ConstantInt::get(StrVal);
10659         return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, NL);
10660       }
10661     }
10662   }
10663
10664   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
10665   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
10666     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10667
10668     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
10669          isa<VectorType>(DestPTy)) {
10670       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
10671       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
10672       // constants.
10673       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
10674         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
10675           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
10676             Value *Idxs[2];
10677             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10678             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
10679             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
10680             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10681           }
10682
10683       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
10684             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
10685           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
10686           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
10687           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
10688           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
10689                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
10690
10691         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
10692         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
10693         // the result of the loaded value.
10694         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
10695                                                              CI->getName(),
10696                                                          LI.isVolatile()),LI);
10697         // Now cast the result of the load.
10698         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
10699       }
10700     }
10701   }
10702   return 0;
10703 }
10704
10705 /// isSafeToLoadUnconditionally - Return true if we know that executing a load
10706 /// from this value cannot trap.  If it is not obviously safe to load from the
10707 /// specified pointer, we do a quick local scan of the basic block containing
10708 /// ScanFrom, to determine if the address is already accessed.
10709 static bool isSafeToLoadUnconditionally(Value *V, Instruction *ScanFrom) {
10710   // If it is an alloca it is always safe to load from.
10711   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
10712
10713   // If it is a global variable it is mostly safe to load from.
10714   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
10715     // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
10716     return !isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage();
10717
10718   // Otherwise, be a little bit agressive by scanning the local block where we
10719   // want to check to see if the pointer is already being loaded or stored
10720   // from/to.  If so, the previous load or store would have already trapped,
10721   // so there is no harm doing an extra load (also, CSE will later eliminate
10722   // the load entirely).
10723   BasicBlock::iterator BBI = ScanFrom, E = ScanFrom->getParent()->begin();
10724
10725   while (BBI != E) {
10726     --BBI;
10727
10728     // If we see a free or a call (which might do a free) the pointer could be
10729     // marked invalid.
10730     if (isa<FreeInst>(BBI) || isa<CallInst>(BBI))
10731       return false;
10732     
10733     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
10734       if (LI->getOperand(0) == V) return true;
10735     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
10736       if (SI->getOperand(1) == V) return true;
10737     }
10738
10739   }
10740   return false;
10741 }
10742
10743 /// equivalentAddressValues - Test if A and B will obviously have the same
10744 /// value. This includes recognizing that %t0 and %t1 will have the same
10745 /// value in code like this:
10746 ///   %t0 = getelementptr @a, 0, 3
10747 ///   store i32 0, i32* %t0
10748 ///   %t1 = getelementptr @a, 0, 3
10749 ///   %t2 = load i32* %t1
10750 ///
10751 static bool equivalentAddressValues(Value *A, Value *B) {
10752   // Test if the values are trivially equivalent.
10753   if (A == B) return true;
10754
10755   // Test if the values come form identical arithmetic instructions.
10756   if (isa<BinaryOperator>(A) ||
10757       isa<CastInst>(A) ||
10758       isa<PHINode>(A) ||
10759       isa<GetElementPtrInst>(A))
10760     if (Instruction *BI = dyn_cast<Instruction>(B))
10761       if (cast<Instruction>(A)->isIdenticalTo(BI))
10762         return true;
10763
10764   // Otherwise they may not be equivalent.
10765   return false;
10766 }
10767
10768 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
10769   Value *Op = LI.getOperand(0);
10770
10771   // Attempt to improve the alignment.
10772   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Op);
10773   if (KnownAlign >
10774       (LI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(LI.getType()) :
10775                                 LI.getAlignment()))
10776     LI.setAlignment(KnownAlign);
10777
10778   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
10779   if (isa<CastInst>(Op))
10780     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
10781       return Res;
10782
10783   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
10784   if (LI.isVolatile()) return 0;
10785   
10786   // Do really simple store-to-load forwarding and load CSE, to catch cases
10787   // where there are several consequtive memory accesses to the same location,
10788   // separated by a few arithmetic operations.
10789   BasicBlock::iterator BBI = &LI;
10790   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != LI.getParent()->begin() && ScanInsts;
10791        --ScanInsts) {
10792     --BBI;
10793     
10794     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
10795       if (equivalentAddressValues(SI->getOperand(1), LI.getOperand(0)))
10796         return ReplaceInstUsesWith(LI, SI->getOperand(0));
10797     } else if (LoadInst *LIB = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
10798       if (equivalentAddressValues(LIB->getOperand(0), LI.getOperand(0)))
10799         return ReplaceInstUsesWith(LI, LIB);
10800     }
10801
10802     // Don't skip over things that can modify memory.
10803     if (BBI->mayWriteToMemory())
10804       break;
10805   }
10806
10807   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
10808     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
10809     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10810     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) &&
10811         cast<PointerType>(GEPI0->getType())->getAddressSpace() == 0) {
10812       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
10813       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
10814       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
10815       // CFG.
10816       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10817                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10818       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10819     }
10820   } 
10821
10822   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10823     // load null/undef -> undef
10824     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10825     if (isa<UndefValue>(C) || (C->isNullValue() && 
10826         cast<PointerType>(Op->getType())->getAddressSpace() == 0)) {
10827       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
10828       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
10829       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
10830       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10831                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10832       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10833     }
10834
10835     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
10836     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
10837       if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
10838         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
10839
10840     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
10841     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op)) {
10842       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
10843         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
10844           if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
10845             if (Constant *V = 
10846                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
10847               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
10848         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
10849           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
10850           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
10851           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
10852           // CFG.
10853           new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10854                         Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10855           return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10856         }
10857
10858       } else if (CE->isCast()) {
10859         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
10860           return Res;
10861       }
10862     }
10863   }
10864     
10865   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
10866   // is all undef or zero, we know what it loads.
10867   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op->getUnderlyingObject())){
10868     if (GV->isConstant() && GV->hasInitializer()) {
10869       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
10870         return ReplaceInstUsesWith(LI, Constant::getNullValue(LI.getType()));
10871       else if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
10872         return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10873     }
10874   }
10875
10876   if (Op->hasOneUse()) {
10877     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
10878     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
10879     // exposes redundancy in the code.
10880     //
10881     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
10882     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
10883     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
10884     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
10885     // unconditionally.
10886     //
10887     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
10888       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
10889       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
10890           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
10891         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
10892                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
10893         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
10894                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
10895         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), V1, V2);
10896       }
10897
10898       // load (select (cond, null, P)) -> load P
10899       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
10900         if (C->isNullValue()) {
10901           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
10902           return &LI;
10903         }
10904
10905       // load (select (cond, P, null)) -> load P
10906       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
10907         if (C->isNullValue()) {
10908           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
10909           return &LI;
10910         }
10911     }
10912   }
10913   return 0;
10914 }
10915
10916 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
10917 /// when possible.
10918 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
10919   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
10920   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
10921
10922   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
10923   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
10924     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10925
10926     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
10927       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
10928       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
10929       // constants.
10930       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
10931         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
10932           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
10933             Value* Idxs[2];
10934             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10935             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
10936             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
10937             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10938           }
10939
10940       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
10941           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
10942                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
10943
10944         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
10945         // the same size.  Instead of casting the pointer before 
10946         // the store, cast the value to be stored.
10947         Value *NewCast;
10948         Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
10949         Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
10950         const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
10951         const Type* CastDstTy = SrcPTy;
10952         if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
10953           if (CastSrcTy->isInteger())
10954             opcode = Instruction::IntToPtr;
10955         } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
10956           if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
10957             opcode = Instruction::PtrToInt;
10958         }
10959         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
10960           NewCast = ConstantExpr::getCast(opcode, C, CastDstTy);
10961         else
10962           NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
10963             CastInst::Create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
10964             SI);
10965         return new StoreInst(NewCast, CastOp);
10966       }
10967     }
10968   }
10969   return 0;
10970 }
10971
10972 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
10973   Value *Val = SI.getOperand(0);
10974   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
10975
10976   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
10977     EraseInstFromFunction(SI);
10978     ++NumCombined;
10979     return 0;
10980   }
10981   
10982   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
10983   // alloca dead.
10984   if (Ptr->hasOneUse() && !SI.isVolatile()) {
10985     if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
10986       EraseInstFromFunction(SI);
10987       ++NumCombined;
10988       return 0;
10989     }
10990     
10991     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
10992       if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) &&
10993           GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
10994         EraseInstFromFunction(SI);
10995         ++NumCombined;
10996         return 0;
10997       }
10998   }
10999
11000   // Attempt to improve the alignment.
11001   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr);
11002   if (KnownAlign >
11003       (SI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(Val->getType()) :
11004                                 SI.getAlignment()))
11005     SI.setAlignment(KnownAlign);
11006
11007   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consequtive
11008   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
11009   // situation often occurs with bitfield accesses.
11010   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
11011   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
11012        --ScanInsts) {
11013     --BBI;
11014     
11015     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
11016       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
11017       if (!PrevSI->isVolatile() && equivalentAddressValues(PrevSI->getOperand(1),
11018           SI.getOperand(1))) {
11019         ++NumDeadStore;
11020         ++BBI;
11021         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
11022         continue;
11023       }
11024       break;
11025     }
11026     
11027     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
11028     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
11029     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
11030     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
11031       if (LI == Val && equivalentAddressValues(LI->getOperand(0), Ptr) &&
11032           !SI.isVolatile()) {
11033         EraseInstFromFunction(SI);
11034         ++NumCombined;
11035         return 0;
11036       }
11037       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
11038       // may not be dead.
11039       break;
11040     }
11041     
11042     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
11043     if (BBI->mayWriteToMemory() || BBI->mayReadFromMemory())
11044       break;
11045   }
11046   
11047   
11048   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
11049
11050   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
11051   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
11052     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
11053       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
11054       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
11055         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
11056       ++NumCombined;
11057     }
11058     return 0;  // Do not modify these!
11059   }
11060
11061   // store undef, Ptr -> noop
11062   if (isa<UndefValue>(Val)) {
11063     EraseInstFromFunction(SI);
11064     ++NumCombined;
11065     return 0;
11066   }
11067
11068   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
11069   // source instead.
11070   if (isa<CastInst>(Ptr))
11071     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11072       return Res;
11073   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
11074     if (CE->isCast())
11075       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11076         return Res;
11077
11078   
11079   // If this store is the last instruction in the basic block, and if the block
11080   // ends with an unconditional branch, try to move it to the successor block.
11081   BBI = &SI; ++BBI;
11082   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
11083     if (BI->isUnconditional())
11084       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
11085         return 0;  // xform done!
11086   
11087   return 0;
11088 }
11089
11090 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
11091 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
11092 /// into a phi node with a store in the successor.
11093 ///
11094 /// Simplify things like:
11095 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
11096 /// into a phi node with a store in the successor.
11097 ///
11098 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
11099   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
11100   
11101   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
11102   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
11103   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
11104   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
11105   
11106   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
11107   // the other predecessor.
11108   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
11109   BasicBlock *OtherBB = 0;
11110   if (*PI != StoreBB)
11111     OtherBB = *PI;
11112   ++PI;
11113   if (PI == pred_end(DestBB))
11114     return false;
11115   
11116   if (*PI != StoreBB) {
11117     if (OtherBB)
11118       return false;
11119     OtherBB = *PI;
11120   }
11121   if (++PI != pred_end(DestBB))
11122     return false;
11123
11124   // Bail out if all the relevant blocks aren't distinct (this can happen,
11125   // for example, if SI is in an infinite loop)
11126   if (StoreBB == DestBB || OtherBB == DestBB)
11127     return false;
11128
11129   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
11130   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
11131   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
11132   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
11133     return false;
11134   
11135   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
11136   // else' case.  there is an instruction before the branch.
11137   StoreInst *OtherStore = 0;
11138   if (OtherBr->isUnconditional()) {
11139     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
11140     --BBI;
11141     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
11142     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
11143       return false;
11144   } else {
11145     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
11146     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
11147     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
11148         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
11149       return false;
11150     
11151     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
11152     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
11153     // lives in OtherBB.
11154     for (;; --BBI) {
11155       // Check to see if we find the matching store.
11156       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
11157         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
11158           return false;
11159         break;
11160       }
11161       // If we find something that may be using or overwriting the stored
11162       // value, or if we run out of instructions, we can't do the xform.
11163       if (BBI->mayReadFromMemory() || BBI->mayWriteToMemory() ||
11164           BBI == OtherBB->begin())
11165         return false;
11166     }
11167     
11168     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
11169     // make sure nothing reads or overwrites the stored value in
11170     // StoreBB.
11171     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
11172       // FIXME: This should really be AA driven.
11173       if (I->mayReadFromMemory() || I->mayWriteToMemory())
11174         return false;
11175     }
11176   }
11177   
11178   // Insert a PHI node now if we need it.
11179   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
11180   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
11181     PHINode *PN = PHINode::Create(MergedVal->getType(), "storemerge");
11182     PN->reserveOperandSpace(2);
11183     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
11184     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
11185     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
11186   }
11187   
11188   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
11189   // insert it.
11190   BBI = DestBB->getFirstNonPHI();
11191   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
11192                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
11193   
11194   // Nuke the old stores.
11195   EraseInstFromFunction(SI);
11196   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
11197   ++NumCombined;
11198   return true;
11199 }
11200
11201
11202 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
11203   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
11204   Value *X = 0;
11205   BasicBlock *TrueDest;
11206   BasicBlock *FalseDest;
11207   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
11208       !isa<Constant>(X)) {
11209     // Swap Destinations and condition...
11210     BI.setCondition(X);
11211     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11212     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11213     return &BI;
11214   }
11215
11216   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
11217   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
11218   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
11219                              TrueDest, FalseDest)))
11220     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
11221          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
11222       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
11223       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
11224       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
11225       NewSCC->takeName(I);
11226       // Swap Destinations and condition...
11227       BI.setCondition(NewSCC);
11228       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11229       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11230       RemoveFromWorkList(I);
11231       I->eraseFromParent();
11232       AddToWorkList(NewSCC);
11233       return &BI;
11234     }
11235
11236   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
11237   ICmpInst::Predicate IPred;
11238   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
11239                       TrueDest, FalseDest)))
11240     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
11241          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
11242          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
11243       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
11244       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
11245       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
11246       NewSCC->takeName(I);
11247       // Swap Destinations and condition...
11248       BI.setCondition(NewSCC);
11249       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11250       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11251       RemoveFromWorkList(I);
11252       I->eraseFromParent();;
11253       AddToWorkList(NewSCC);
11254       return &BI;
11255     }
11256
11257   return 0;
11258 }
11259
11260 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
11261   Value *Cond = SI.getCondition();
11262   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
11263     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
11264       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
11265         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
11266         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
11267           SI.setOperand(i,ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
11268                                                 AddRHS));
11269         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
11270         AddToWorkList(I);
11271         return &SI;
11272       }
11273   }
11274   return 0;
11275 }
11276
11277 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
11278   Value *Agg = EV.getAggregateOperand();
11279
11280   if (!EV.hasIndices())
11281     return ReplaceInstUsesWith(EV, Agg);
11282
11283   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Agg)) {
11284     if (isa<UndefValue>(C))
11285       return ReplaceInstUsesWith(EV, UndefValue::get(EV.getType()));
11286       
11287     if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
11288       return ReplaceInstUsesWith(EV, Constant::getNullValue(EV.getType()));
11289
11290     if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantStruct>(C)) {
11291       // Extract the element indexed by the first index out of the constant
11292       Value *V = C->getOperand(*EV.idx_begin());
11293       if (EV.getNumIndices() > 1)
11294         // Extract the remaining indices out of the constant indexed by the
11295         // first index
11296         return ExtractValueInst::Create(V, EV.idx_begin() + 1, EV.idx_end());
11297       else
11298         return ReplaceInstUsesWith(EV, V);
11299     }
11300     return 0; // Can't handle other constants
11301   } 
11302   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
11303     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
11304     const unsigned *exti, *exte, *insi, *inse;
11305     for (exti = EV.idx_begin(), insi = IV->idx_begin(),
11306          exte = EV.idx_end(), inse = IV->idx_end();
11307          exti != exte && insi != inse;
11308          ++exti, ++insi) {
11309       if (*insi != *exti)
11310         // The insert and extract both reference distinctly different elements.
11311         // This means the extract is not influenced by the insert, and we can
11312         // replace the aggregate operand of the extract with the aggregate
11313         // operand of the insert. i.e., replace
11314         // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
11315         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 0
11316         // with
11317         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 0
11318         return ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
11319                                         EV.idx_begin(), EV.idx_end());
11320     }
11321     if (exti == exte && insi == inse)
11322       // Both iterators are at the end: Index lists are identical. Replace
11323       // %B = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
11324       // %C = extractvalue { i32, { i32 } } %B, 1, 0
11325       // with "i32 42"
11326       return ReplaceInstUsesWith(EV, IV->getInsertedValueOperand());
11327     if (exti == exte) {
11328       // The extract list is a prefix of the insert list. i.e. replace
11329       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
11330       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1
11331       // with
11332       // %X = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 1
11333       // %E = insertvalue { i32 } %X, i32 42, 0
11334       // by switching the order of the insert and extract (though the
11335       // insertvalue should be left in, since it may have other uses).
11336       Value *NewEV = InsertNewInstBefore(
11337         ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
11338                                  EV.idx_begin(), EV.idx_end()),
11339         EV);
11340       return InsertValueInst::Create(NewEV, IV->getInsertedValueOperand(),
11341                                      insi, inse);
11342     }
11343     if (insi == inse)
11344       // The insert list is a prefix of the extract list
11345       // We can simply remove the common indices from the extract and make it
11346       // operate on the inserted value instead of the insertvalue result.
11347       // i.e., replace
11348       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
11349       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1, 0
11350       // with
11351       // %E extractvalue { i32 } { i32 42 }, 0
11352       return ExtractValueInst::Create(IV->getInsertedValueOperand(), 
11353                                       exti, exte);
11354   }
11355   // Can't simplify extracts from other values. Note that nested extracts are
11356   // already simplified implicitely by the above (extract ( extract (insert) )
11357   // will be translated into extract ( insert ( extract ) ) first and then just
11358   // the value inserted, if appropriate).
11359   return 0;
11360 }
11361
11362 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
11363 /// is to leave as a vector operation.
11364 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
11365   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
11366     return true;
11367   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
11368     if (isConstant) return true;
11369     // If all elts are the same, we can extract.
11370     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
11371     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
11372       if (C->getOperand(i) != Op0)
11373         return false;
11374     return true;
11375   }
11376   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
11377   if (!I) return false;
11378   
11379   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
11380   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
11381   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
11382       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
11383     return true;
11384   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
11385     return true;
11386   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
11387     if (BO->hasOneUse() &&
11388         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
11389          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
11390       return true;
11391   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
11392     if (CI->hasOneUse() &&
11393         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
11394          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
11395       return true;
11396   
11397   return false;
11398 }
11399
11400 /// Read and decode a shufflevector mask.
11401 ///
11402 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
11403 /// elements in the input.
11404 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
11405   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
11406   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
11407     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
11408   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
11409     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
11410
11411   std::vector<unsigned> Result;
11412   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
11413   for (User::const_op_iterator i = CP->op_begin(), e = CP->op_end(); i!=e; ++i)
11414     if (isa<UndefValue>(*i))
11415       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
11416     else
11417       Result.push_back(cast<ConstantInt>(*i)->getZExtValue());
11418   return Result;
11419 }
11420
11421 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
11422 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
11423 /// extracted from the vector.
11424 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
11425   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
11426   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
11427   unsigned Width = PTy->getNumElements();
11428   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
11429     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11430   
11431   if (isa<UndefValue>(V))
11432     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11433   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
11434     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
11435   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
11436     return CP->getOperand(EltNo);
11437   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11438     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
11439     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
11440       return 0;
11441     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
11442     
11443     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
11444     // inserted value.
11445     if (EltNo == IIElt) 
11446       return III->getOperand(1);
11447     
11448     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
11449     // vector input.
11450     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
11451   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
11452     unsigned LHSWidth =
11453       cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11454     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
11455     if (InEl < LHSWidth)
11456       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
11457     else if (InEl < LHSWidth*2)
11458       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - LHSWidth);
11459     else
11460       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11461   }
11462   
11463   // Otherwise, we don't know.
11464   return 0;
11465 }
11466
11467 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
11468   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
11469   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
11470     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11471
11472   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
11473   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
11474     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
11475   
11476   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
11477     // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
11478     // that element. When the elements are not identical, we cannot replace yet
11479     // (we do that below, but only when the index is constant).
11480     Constant *op0 = C->getOperand(0);
11481     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
11482       if (C->getOperand(i) != op0) {
11483         op0 = 0; 
11484         break;
11485       }
11486     if (op0)
11487       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
11488   }
11489   
11490   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
11491   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
11492   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
11493     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
11494     unsigned VectorWidth = 
11495       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11496       
11497     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
11498     // crashing the code below.
11499     if (IndexVal >= VectorWidth)
11500       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11501     
11502     // This instruction only demands the single element from the input vector.
11503     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
11504     // property.
11505     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
11506       uint64_t UndefElts;
11507       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
11508                                                 1 << IndexVal,
11509                                                 UndefElts)) {
11510         EI.setOperand(0, V);
11511         return &EI;
11512       }
11513     }
11514     
11515     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
11516       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
11517     
11518     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
11519     // the same number of elements, see if we can find the source element from
11520     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
11521     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
11522       if (const VectorType *VT = 
11523               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
11524         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
11525           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
11526             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
11527     }
11528   }
11529   
11530   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
11531     if (I->hasOneUse()) {
11532       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
11533       // profitable to do so
11534       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
11535         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
11536         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
11537           ExtractElementInst *newEI0 = 
11538             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
11539                                    EI.getName()+".lhs");
11540           ExtractElementInst *newEI1 =
11541             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
11542                                    EI.getName()+".rhs");
11543           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
11544           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
11545           return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
11546         }
11547       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
11548         unsigned AS = 
11549           cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
11550         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(I->getOperand(0),
11551                                          PointerType::get(EI.getType(), AS),EI);
11552         GetElementPtrInst *GEP =
11553           GetElementPtrInst::Create(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName()+".gep");
11554         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
11555         return new LoadInst(GEP);
11556       }
11557     }
11558     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
11559       // Extracting the inserted element?
11560       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
11561         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
11562       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
11563       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
11564       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
11565           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
11566         AddUsesToWorkList(EI);
11567         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
11568         return &EI;
11569       }
11570     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
11571       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
11572       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
11573       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
11574         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
11575         Value *Src;
11576         unsigned LHSWidth =
11577           cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11578
11579         if (SrcIdx < LHSWidth)
11580           Src = SVI->getOperand(0);
11581         else if (SrcIdx < LHSWidth*2) {
11582           SrcIdx -= LHSWidth;
11583           Src = SVI->getOperand(1);
11584         } else {
11585           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11586         }
11587         return new ExtractElementInst(Src, SrcIdx);
11588       }
11589     }
11590   }
11591   return 0;
11592 }
11593
11594 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
11595 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
11596 /// Otherwise, return false.
11597 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
11598                                          std::vector<Constant*> &Mask) {
11599   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
11600          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
11601   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
11602
11603   if (isa<UndefValue>(V)) {
11604     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11605     return true;
11606   } else if (V == LHS) {
11607     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11608       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
11609     return true;
11610   } else if (V == RHS) {
11611     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11612       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i+NumElts));
11613     return true;
11614   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11615     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
11616     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
11617     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
11618     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
11619     
11620     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
11621       return false;
11622     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11623     
11624     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
11625       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
11626       // transitively ok.
11627       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
11628         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
11629         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::Int32Ty);
11630         return true;
11631       }      
11632     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
11633       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
11634           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
11635         unsigned ExtractedIdx =
11636           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11637         
11638         // This must be extracting from either LHS or RHS.
11639         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
11640           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
11641           // transitively ok.
11642           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
11643             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
11644             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
11645               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11646                  ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
11647             } else {
11648               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
11649               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11650                 ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
11651               
11652             }
11653             return true;
11654           }
11655         }
11656       }
11657     }
11658   }
11659   // TODO: Handle shufflevector here!
11660   
11661   return false;
11662 }
11663
11664 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
11665 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
11666 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
11667 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
11668                                      Value *&RHS) {
11669   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
11670          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
11671          "Invalid shuffle!");
11672   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
11673
11674   if (isa<UndefValue>(V)) {
11675     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11676     return V;
11677   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
11678     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0));
11679     return V;
11680   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11681     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
11682     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
11683     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
11684     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
11685     
11686     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
11687       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
11688           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
11689         unsigned ExtractedIdx =
11690           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11691         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11692         
11693         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
11694         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
11695         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
11696           RHS = EI->getOperand(0);
11697           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
11698           Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11699             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
11700           return V;
11701         }
11702         
11703         if (VecOp == RHS) {
11704           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
11705           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
11706           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
11707             if (i != InsertedIdx)
11708               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+i);
11709           }
11710           return V;
11711         }
11712         
11713         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
11714         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
11715         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
11716           return EI->getOperand(0);
11717         
11718       }
11719     }
11720   }
11721   // TODO: Handle shufflevector here!
11722   
11723   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
11724   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11725     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
11726   return V;
11727 }
11728
11729 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
11730   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
11731   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
11732   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
11733   
11734   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
11735   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
11736     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
11737   
11738   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
11739   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
11740   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
11741     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
11742         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
11743       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
11744       unsigned ExtractedIdx =
11745         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11746       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11747       
11748       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
11749         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
11750       
11751       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
11752         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
11753       
11754       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
11755       // back into the same place, just use the input vector.
11756       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
11757         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
11758       
11759       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
11760       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
11761       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
11762       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
11763       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
11764         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
11765         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
11766         // Build a new shuffle mask.
11767         std::vector<Constant*> Mask;
11768         if (isa<UndefValue>(VecOp))
11769           Mask.assign(NumVectorElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11770         else {
11771           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
11772           Mask.assign(NumVectorElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
11773                                                        NumVectorElts));
11774         } 
11775         Mask[InsertedIdx] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
11776         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
11777                                      ConstantVector::get(Mask));
11778       }
11779       
11780       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
11781       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
11782       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
11783         std::vector<Constant*> Mask;
11784         Value *RHS = 0;
11785         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
11786         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
11787         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
11788         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
11789       }
11790     }
11791   }
11792
11793   return 0;
11794 }
11795
11796
11797 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
11798   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
11799   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
11800   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
11801
11802   bool MadeChange = false;
11803
11804   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
11805   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
11806     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
11807
11808   uint64_t UndefElts;
11809   unsigned VWidth = cast<VectorType>(SVI.getType())->getNumElements();
11810
11811   if (VWidth != cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements())
11812     return 0;
11813
11814   uint64_t AllOnesEltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
11815   if (VWidth <= 64 &&
11816       SimplifyDemandedVectorElts(&SVI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
11817     LHS = SVI.getOperand(0);
11818     RHS = SVI.getOperand(1);
11819     MadeChange = true;
11820   }
11821   
11822   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
11823   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
11824   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
11825     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
11826       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
11827       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
11828     }
11829     
11830     // Remap any references to RHS to use LHS.
11831     std::vector<Constant*> Elts;
11832     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
11833       if (Mask[i] >= 2*e)
11834         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11835       else {
11836         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
11837             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS))) {
11838           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
11839           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11840         } else {
11841           Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
11842           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
11843         }
11844       }
11845     }
11846     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
11847     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
11848     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
11849     LHS = SVI.getOperand(0);
11850     RHS = SVI.getOperand(1);
11851     MadeChange = true;
11852   }
11853   
11854   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
11855   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
11856     
11857   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
11858     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
11859     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
11860     isLHSID &= (Mask[i] == i);
11861       
11862     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
11863     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
11864   }
11865
11866   // Eliminate identity shuffles.
11867   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
11868   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
11869   
11870   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
11871   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
11872   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
11873   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
11874   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
11875   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
11876   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
11877   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
11878   // (splat(splat)) -> splat.
11879   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
11880     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
11881       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
11882
11883       std::vector<unsigned> NewMask;
11884       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
11885         if (Mask[i] >= 2*e)
11886           NewMask.push_back(2*e);
11887         else
11888           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
11889       
11890       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
11891       // the replacement.
11892       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
11893         std::vector<Constant*> Elts;
11894         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
11895           if (NewMask[i] >= e*2) {
11896             Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11897           } else {
11898             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
11899           }
11900         }
11901         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
11902                                      LHSSVI->getOperand(1),
11903                                      ConstantVector::get(Elts));
11904       }
11905     }
11906   }
11907
11908   return MadeChange ? &SVI : 0;
11909 }
11910
11911
11912
11913
11914 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
11915 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
11916 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
11917 /// end of its block.
11918 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
11919   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
11920
11921   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
11922   if (isa<PHINode>(I) || I->mayWriteToMemory() || isa<TerminatorInst>(I))
11923     return false;
11924
11925   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
11926   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
11927         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
11928     return false;
11929
11930   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
11931   // the end of block that could change the value.
11932   if (I->mayReadFromMemory()) {
11933     for (BasicBlock::iterator Scan = I, E = I->getParent()->end();
11934          Scan != E; ++Scan)
11935       if (Scan->mayWriteToMemory())
11936         return false;
11937   }
11938
11939   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstNonPHI();
11940
11941   I->moveBefore(InsertPos);
11942   ++NumSunkInst;
11943   return true;
11944 }
11945
11946
11947 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
11948 /// all reachable code to the worklist.
11949 ///
11950 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
11951 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
11952 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
11953 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
11954 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
11955 ///
11956 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
11957                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
11958                                        InstCombiner &IC,
11959                                        const TargetData *TD) {
11960   SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
11961   Worklist.push_back(BB);
11962
11963   while (!Worklist.empty()) {
11964     BB = Worklist.back();
11965     Worklist.pop_back();
11966     
11967     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
11968     if (!Visited.insert(BB)) continue;
11969
11970     DbgInfoIntrinsic *DBI_Prev = NULL;
11971     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
11972       Instruction *Inst = BBI++;
11973       
11974       // DCE instruction if trivially dead.
11975       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
11976         ++NumDeadInst;
11977         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
11978         Inst->eraseFromParent();
11979         continue;
11980       }
11981       
11982       // ConstantProp instruction if trivially constant.
11983       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD)) {
11984         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
11985         Inst->replaceAllUsesWith(C);
11986         ++NumConstProp;
11987         Inst->eraseFromParent();
11988         continue;
11989       }
11990      
11991       // If there are two consecutive llvm.dbg.stoppoint calls then
11992       // it is likely that the optimizer deleted code in between these
11993       // two intrinsics. 
11994       DbgInfoIntrinsic *DBI_Next = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(Inst);
11995       if (DBI_Next) {
11996         if (DBI_Prev
11997             && DBI_Prev->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint
11998             && DBI_Next->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint) {
11999           IC.RemoveFromWorkList(DBI_Prev);
12000           DBI_Prev->eraseFromParent();
12001         }
12002         DBI_Prev = DBI_Next;
12003       }
12004
12005       IC.AddToWorkList(Inst);
12006     }
12007
12008     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
12009     // constant, only visit the reachable successor.
12010     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
12011     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
12012       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
12013         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
12014         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
12015         Worklist.push_back(ReachableBB);
12016         continue;
12017       }
12018     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
12019       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
12020         // See if this is an explicit destination.
12021         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12022           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
12023             BasicBlock *ReachableBB = SI->getSuccessor(i);
12024             Worklist.push_back(ReachableBB);
12025             continue;
12026           }
12027         
12028         // Otherwise it is the default destination.
12029         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
12030         continue;
12031       }
12032     }
12033     
12034     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12035       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
12036   }
12037 }
12038
12039 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
12040   bool Changed = false;
12041   TD = &getAnalysis<TargetData>();
12042   
12043   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
12044              << F.getNameStr() << "\n");
12045
12046   {
12047     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
12048     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
12049     // track of which blocks we visit.
12050     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
12051     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
12052
12053     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
12054     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
12055     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
12056     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
12057       if (!Visited.count(BB)) {
12058         Instruction *Term = BB->getTerminator();
12059         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
12060           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
12061
12062           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12063           ++NumDeadInst;
12064
12065           if (!I->use_empty())
12066             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
12067           I->eraseFromParent();
12068         }
12069       }
12070   }
12071
12072   while (!Worklist.empty()) {
12073     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
12074     if (I == 0) continue;  // skip null values.
12075
12076     // Check to see if we can DCE the instruction.
12077     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12078       // Add operands to the worklist.
12079       if (I->getNumOperands() < 4)
12080         AddUsesToWorkList(*I);
12081       ++NumDeadInst;
12082
12083       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12084
12085       I->eraseFromParent();
12086       RemoveFromWorkList(I);
12087       continue;
12088     }
12089
12090     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
12091     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD)) {
12092       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
12093
12094       // Add operands to the worklist.
12095       AddUsesToWorkList(*I);
12096       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
12097
12098       ++NumConstProp;
12099       I->eraseFromParent();
12100       RemoveFromWorkList(I);
12101       continue;
12102     }
12103
12104     if (TD && I->getType()->getTypeID() == Type::VoidTyID) {
12105       // See if we can constant fold its operands.
12106       for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i) {
12107         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(i)) {
12108           if (Constant *NewC = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD))
12109             i->set(NewC);
12110         }
12111       }
12112     }
12113
12114     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
12115     if (I->hasOneUse()) {
12116       BasicBlock *BB = I->getParent();
12117       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
12118       if (UserParent != BB) {
12119         bool UserIsSuccessor = false;
12120         // See if the user is one of our successors.
12121         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
12122           if (*SI == UserParent) {
12123             UserIsSuccessor = true;
12124             break;
12125           }
12126
12127         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
12128         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
12129         // otherwise), we can keep going.
12130         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
12131             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
12132           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
12133           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
12134       }
12135     }
12136
12137     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
12138 #ifndef NDEBUG
12139     std::string OrigI;
12140 #endif
12141     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
12142     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
12143       ++NumCombined;
12144       // Should we replace the old instruction with a new one?
12145       if (Result != I) {
12146         DOUT << "IC: Old = " << *I
12147              << "    New = " << *Result;
12148
12149         // Everything uses the new instruction now.
12150         I->replaceAllUsesWith(Result);
12151
12152         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
12153         AddToWorkList(Result);
12154         AddUsersToWorkList(*Result);
12155
12156         // Move the name to the new instruction first.
12157         Result->takeName(I);
12158
12159         // Insert the new instruction into the basic block...
12160         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
12161         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
12162
12163         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
12164           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
12165             ++InsertPos;
12166
12167         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
12168
12169         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
12170         // use counts.
12171         AddUsesToWorkList(*I);
12172
12173         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
12174         // we do not process an instruction that has been deleted.
12175         RemoveFromWorkList(I);
12176
12177         // Erase the old instruction.
12178         InstParent->getInstList().erase(I);
12179       } else {
12180 #ifndef NDEBUG
12181         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
12182              << "    New = " << *I;
12183 #endif
12184
12185         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
12186         // if so, remove it.
12187         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12188           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
12189           // use counts.
12190           AddUsesToWorkList(*I);
12191
12192           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
12193           // occurrences of this instruction.
12194           RemoveFromWorkList(I);
12195           I->eraseFromParent();
12196         } else {
12197           AddToWorkList(I);
12198           AddUsersToWorkList(*I);
12199         }
12200       }
12201       Changed = true;
12202     }
12203   }
12204
12205   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
12206     
12207   // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
12208   WorklistMap.clear();
12209   return Changed;
12210 }
12211
12212
12213 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
12214   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
12215   
12216   bool EverMadeChange = false;
12217
12218   // Iterate while there is work to do.
12219   unsigned Iteration = 0;
12220   while (DoOneIteration(F, Iteration++))
12221     EverMadeChange = true;
12222   return EverMadeChange;
12223 }
12224
12225 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
12226   return new InstCombiner();
12227 }
12228
12229