Revert 85634. It's breaking consumer-typeset (and others).
[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/LLVMContext.h"
40 #include "llvm/Pass.h"
41 #include "llvm/DerivedTypes.h"
42 #include "llvm/GlobalVariable.h"
43 #include "llvm/Operator.h"
44 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
45 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
46 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
47 #include "llvm/Target/TargetData.h"
48 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
49 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
50 #include "llvm/Support/CallSite.h"
51 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
52 #include "llvm/Support/Debug.h"
53 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
54 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
55 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
56 #include "llvm/Support/IRBuilder.h"
57 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
58 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
59 #include "llvm/Support/TargetFolder.h"
60 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
61 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
62 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
63 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
64 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
65 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
66 #include <algorithm>
67 #include <climits>
68 using namespace llvm;
69 using namespace llvm::PatternMatch;
70
71 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
72 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
73 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
74 STATISTIC(NumDeadStore, "Number of dead stores eliminated");
75 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
76
77 namespace {
78   /// InstCombineWorklist - This is the worklist management logic for
79   /// InstCombine.
80   class InstCombineWorklist {
81     SmallVector<Instruction*, 256> Worklist;
82     DenseMap<Instruction*, unsigned> WorklistMap;
83     
84     void operator=(const InstCombineWorklist&RHS);   // DO NOT IMPLEMENT
85     InstCombineWorklist(const InstCombineWorklist&); // DO NOT IMPLEMENT
86   public:
87     InstCombineWorklist() {}
88     
89     bool isEmpty() const { return Worklist.empty(); }
90     
91     /// Add - Add the specified instruction to the worklist if it isn't already
92     /// in it.
93     void Add(Instruction *I) {
94       if (WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size())).second) {
95         DEBUG(errs() << "IC: ADD: " << *I << '\n');
96         Worklist.push_back(I);
97       }
98     }
99     
100     void AddValue(Value *V) {
101       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
102         Add(I);
103     }
104     
105     /// AddInitialGroup - Add the specified batch of stuff in reverse order.
106     /// which should only be done when the worklist is empty and when the group
107     /// has no duplicates.
108     void AddInitialGroup(Instruction *const *List, unsigned NumEntries) {
109       assert(Worklist.empty() && "Worklist must be empty to add initial group");
110       Worklist.reserve(NumEntries+16);
111       DEBUG(errs() << "IC: ADDING: " << NumEntries << " instrs to worklist\n");
112       for (; NumEntries; --NumEntries) {
113         Instruction *I = List[NumEntries-1];
114         WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size()));
115         Worklist.push_back(I);
116       }
117     }
118     
119     // Remove - remove I from the worklist if it exists.
120     void Remove(Instruction *I) {
121       DenseMap<Instruction*, unsigned>::iterator It = WorklistMap.find(I);
122       if (It == WorklistMap.end()) return; // Not in worklist.
123       
124       // Don't bother moving everything down, just null out the slot.
125       Worklist[It->second] = 0;
126       
127       WorklistMap.erase(It);
128     }
129     
130     Instruction *RemoveOne() {
131       Instruction *I = Worklist.back();
132       Worklist.pop_back();
133       WorklistMap.erase(I);
134       return I;
135     }
136
137     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
138     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
139     /// now.
140     ///
141     void AddUsersToWorkList(Instruction &I) {
142       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
143            UI != UE; ++UI)
144         Add(cast<Instruction>(*UI));
145     }
146     
147     
148     /// Zap - check that the worklist is empty and nuke the backing store for
149     /// the map if it is large.
150     void Zap() {
151       assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
152       
153       // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
154       WorklistMap.clear();
155     }
156   };
157 } // end anonymous namespace.
158
159
160 namespace {
161   /// InstCombineIRInserter - This is an IRBuilder insertion helper that works
162   /// just like the normal insertion helper, but also adds any new instructions
163   /// to the instcombine worklist.
164   class InstCombineIRInserter : public IRBuilderDefaultInserter<true> {
165     InstCombineWorklist &Worklist;
166   public:
167     InstCombineIRInserter(InstCombineWorklist &WL) : Worklist(WL) {}
168     
169     void InsertHelper(Instruction *I, const Twine &Name,
170                       BasicBlock *BB, BasicBlock::iterator InsertPt) const {
171       IRBuilderDefaultInserter<true>::InsertHelper(I, Name, BB, InsertPt);
172       Worklist.Add(I);
173     }
174   };
175 } // end anonymous namespace
176
177
178 namespace {
179   class InstCombiner : public FunctionPass,
180                        public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
181     TargetData *TD;
182     bool MustPreserveLCSSA;
183     bool MadeIRChange;
184   public:
185     /// Worklist - All of the instructions that need to be simplified.
186     InstCombineWorklist Worklist;
187
188     /// Builder - This is an IRBuilder that automatically inserts new
189     /// instructions into the worklist when they are created.
190     typedef IRBuilder<true, TargetFolder, InstCombineIRInserter> BuilderTy;
191     BuilderTy *Builder;
192         
193     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
194     InstCombiner() : FunctionPass(&ID), TD(0), Builder(0) {}
195
196     LLVMContext *Context;
197     LLVMContext *getContext() const { return Context; }
198
199   public:
200     virtual bool runOnFunction(Function &F);
201     
202     bool DoOneIteration(Function &F, unsigned ItNum);
203
204     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
205       AU.addPreservedID(LCSSAID);
206       AU.setPreservesCFG();
207     }
208
209     TargetData *getTargetData() const { return TD; }
210
211     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
212     // instruction types.  The semantics are as follows:
213     // Return Value:
214     //    null        - No change was made
215     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
216     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
217     //
218     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
219     Instruction *visitFAdd(BinaryOperator &I);
220     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
221     Instruction *visitFSub(BinaryOperator &I);
222     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
223     Instruction *visitFMul(BinaryOperator &I);
224     Instruction *visitURem(BinaryOperator &I);
225     Instruction *visitSRem(BinaryOperator &I);
226     Instruction *visitFRem(BinaryOperator &I);
227     bool SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I);
228     Instruction *commonRemTransforms(BinaryOperator &I);
229     Instruction *commonIRemTransforms(BinaryOperator &I);
230     Instruction *commonDivTransforms(BinaryOperator &I);
231     Instruction *commonIDivTransforms(BinaryOperator &I);
232     Instruction *visitUDiv(BinaryOperator &I);
233     Instruction *visitSDiv(BinaryOperator &I);
234     Instruction *visitFDiv(BinaryOperator &I);
235     Instruction *FoldAndOfICmps(Instruction &I, ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS);
236     Instruction *FoldAndOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS);
237     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
238     Instruction *FoldOrOfICmps(Instruction &I, ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS);
239     Instruction *FoldOrOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS);
240     Instruction *FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
241                                      Value *A, Value *B, Value *C);
242     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
243     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
244     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
245     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
246     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
247     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
248     Instruction *FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I, Instruction *LHSI,
249                                       Constant *RHSC);
250     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
251     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
252     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
253     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
254                                                 Instruction *LHS,
255                                                 ConstantInt *RHS);
256     Instruction *FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
257                                 ConstantInt *DivRHS);
258
259     Instruction *FoldGEPICmp(GEPOperator *GEPLHS, Value *RHS,
260                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
261     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
262                                      BinaryOperator &I);
263     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
264     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
265     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
266     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
267     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
268     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
269     Instruction *visitFPTrunc(FPTruncInst &CI);
270     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
271     Instruction *visitFPToUI(FPToUIInst &FI);
272     Instruction *visitFPToSI(FPToSIInst &FI);
273     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
274     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
275     Instruction *visitPtrToInt(PtrToIntInst &CI);
276     Instruction *visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI);
277     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
278     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
279                                 Instruction *FI);
280     Instruction *FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value*, Value*);
281     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &SI);
282     Instruction *visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI, ICmpInst *ICI);
283     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
284     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
285     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
286     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
287     Instruction *visitAllocaInst(AllocaInst &AI);
288     Instruction *visitFree(Instruction &FI);
289     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
290     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
291     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
292     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
293     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
294     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
295     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
296     Instruction *visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV);
297
298     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
299     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
300
301   private:
302     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
303     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
304     Instruction *transformCallThroughTrampoline(CallSite CS);
305     Instruction *transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
306                                    bool DoXform = true);
307     bool WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS);
308     DbgDeclareInst *hasOneUsePlusDeclare(Value *V);
309
310
311   public:
312     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
313     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
314     //
315     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
316       assert(New && New->getParent() == 0 &&
317              "New instruction already inserted into a basic block!");
318       BasicBlock *BB = Old.getParent();
319       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
320       Worklist.Add(New);
321       return New;
322     }
323         
324     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
325     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
326     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
327     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
328     // modified.
329     //
330     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
331       Worklist.AddUsersToWorkList(I);   // Add all modified instrs to worklist.
332       
333       // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
334       // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
335       if (&I == V) 
336         V = UndefValue::get(I.getType());
337         
338       I.replaceAllUsesWith(V);
339       return &I;
340     }
341
342     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
343     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
344     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
345     // this function.
346     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
347       DEBUG(errs() << "IC: ERASE " << I << '\n');
348
349       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
350       // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
351       // use counts.
352       if (I.getNumOperands() < 8) {
353         for (User::op_iterator i = I.op_begin(), e = I.op_end(); i != e; ++i)
354           if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(*i))
355             Worklist.Add(Op);
356       }
357       Worklist.Remove(&I);
358       I.eraseFromParent();
359       MadeIRChange = true;
360       return 0;  // Don't do anything with FI
361     }
362         
363     void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt &KnownZero,
364                            APInt &KnownOne, unsigned Depth = 0) const {
365       return llvm::ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth);
366     }
367     
368     bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask, 
369                            unsigned Depth = 0) const {
370       return llvm::MaskedValueIsZero(V, Mask, TD, Depth);
371     }
372     unsigned ComputeNumSignBits(Value *Op, unsigned Depth = 0) const {
373       return llvm::ComputeNumSignBits(Op, TD, Depth);
374     }
375
376   private:
377
378     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
379     /// commutative operators.
380     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
381
382     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
383     /// most-complex to least-complex order.
384     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
385
386     /// SimplifyDemandedUseBits - Attempts to replace V with a simpler value
387     /// based on the demanded bits.
388     Value *SimplifyDemandedUseBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
389                                    APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
390                                    unsigned Depth);
391     bool SimplifyDemandedBits(Use &U, APInt DemandedMask, 
392                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
393                               unsigned Depth=0);
394         
395     /// SimplifyDemandedInstructionBits - Inst is an integer instruction that
396     /// SimplifyDemandedBits knows about.  See if the instruction has any
397     /// properties that allow us to simplify its operands.
398     bool SimplifyDemandedInstructionBits(Instruction &Inst);
399         
400     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, APInt DemandedElts,
401                                       APInt& UndefElts, unsigned Depth = 0);
402       
403     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator, cast instruction, or select
404     // which has a PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction
405     // into the PHI (which is only possible if all operands to the PHI are
406     // constants).
407     //
408     // If AllowAggressive is true, FoldOpIntoPhi will allow certain transforms
409     // that would normally be unprofitable because they strongly encourage jump
410     // threading.
411     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I, bool AllowAggressive = false);
412
413     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
414     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
415     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
416     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
417     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
418     Instruction *FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN);
419
420     
421     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
422                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
423     
424     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
425                               bool isSub, Instruction &I);
426     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
427                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
428     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocaInst &AI);
429     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
430     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
431     Instruction *SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI);
432     Instruction *SimplifyMemSet(MemSetInst *MI);
433
434
435     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
436
437     bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty,
438                                     unsigned CastOpc, int &NumCastsRemoved);
439     unsigned GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
440                                         unsigned PrefAlign = 0);
441
442   };
443 } // end anonymous namespace
444
445 char InstCombiner::ID = 0;
446 static RegisterPass<InstCombiner>
447 X("instcombine", "Combine redundant instructions");
448
449 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
450 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
451 static unsigned getComplexity(Value *V) {
452   if (isa<Instruction>(V)) {
453     if (BinaryOperator::isNeg(V) ||
454         BinaryOperator::isFNeg(V) ||
455         BinaryOperator::isNot(V))
456       return 3;
457     return 4;
458   }
459   if (isa<Argument>(V)) return 3;
460   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
461 }
462
463 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
464 // it.
465 static bool isOnlyUse(Value *V) {
466   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
467 }
468
469 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
470 // though a va_arg area...
471 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
472   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
473     if (ITy->getBitWidth() < 32)
474       return Type::getInt32Ty(Ty->getContext());
475   }
476   return Ty;
477 }
478
479 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst, a constant
480 /// expression bitcast, or a GetElementPtrInst with all zero indices, return the
481 /// operand value, otherwise return null.
482 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
483   if (Operator *O = dyn_cast<Operator>(V)) {
484     if (O->getOpcode() == Instruction::BitCast)
485       return O->getOperand(0);
486     if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(V))
487       if (GEP->hasAllZeroIndices())
488         return GEP->getPointerOperand();
489   }
490   return 0;
491 }
492
493 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
494 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
495 static Instruction::CastOps 
496 isEliminableCastPair(
497   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
498   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
499   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
500   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
501 ) {
502
503   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
504   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
505
506   // Get the opcodes of the two Cast instructions
507   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
508   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
509
510   unsigned Res = CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
511                                                 DstTy,
512                                   TD ? TD->getIntPtrType(CI->getContext()) : 0);
513   
514   // We don't want to form an inttoptr or ptrtoint that converts to an integer
515   // type that differs from the pointer size.
516   if ((Res == Instruction::IntToPtr &&
517           (!TD || SrcTy != TD->getIntPtrType(CI->getContext()))) ||
518       (Res == Instruction::PtrToInt &&
519           (!TD || DstTy != TD->getIntPtrType(CI->getContext()))))
520     Res = 0;
521   
522   return Instruction::CastOps(Res);
523 }
524
525 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
526 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
527 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
528 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
529                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
530   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
531   
532   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
533   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
534     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD))
535       return false;
536   return true;
537 }
538
539 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
540 // operators:
541 //
542 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
543 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
544 //     binary operators.
545 //
546 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
547 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
548 //
549 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
550   bool Changed = false;
551   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
552     Changed = !I.swapOperands();
553
554   if (!I.isAssociative()) return Changed;
555   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
556   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
557     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
558       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
559         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
560                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
561                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
562         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
563         I.setOperand(1, Folded);
564         return true;
565       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
566         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
567             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
568           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
569           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
570
571           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
572           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
573           Instruction *New = BinaryOperator::Create(Opcode, Op->getOperand(0),
574                                                     Op1->getOperand(0),
575                                                     Op1->getName(), &I);
576           Worklist.Add(New);
577           I.setOperand(0, New);
578           I.setOperand(1, Folded);
579           return true;
580         }
581     }
582   return Changed;
583 }
584
585 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
586 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
587 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
588 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
589   if (getComplexity(I.getOperand(0)) >= getComplexity(I.getOperand(1)))
590     return false;
591   I.swapOperands();
592   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
593   return true;
594 }
595
596 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
597 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
598 //
599 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
600   if (BinaryOperator::isNeg(V))
601     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
602
603   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
604   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
605     return ConstantExpr::getNeg(C);
606
607   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V))
608     if (C->getType()->getElementType()->isInteger())
609       return ConstantExpr::getNeg(C);
610
611   return 0;
612 }
613
614 // dyn_castFNegVal - Given a 'fsub' instruction, return the RHS of the
615 // instruction if the LHS is a constant negative zero (which is the 'negate'
616 // form).
617 //
618 static inline Value *dyn_castFNegVal(Value *V) {
619   if (BinaryOperator::isFNeg(V))
620     return BinaryOperator::getFNegArgument(V);
621
622   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
623   if (ConstantFP *C = dyn_cast<ConstantFP>(V))
624     return ConstantExpr::getFNeg(C);
625
626   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V))
627     if (C->getType()->getElementType()->isFloatingPoint())
628       return ConstantExpr::getFNeg(C);
629
630   return 0;
631 }
632
633 /// isFreeToInvert - Return true if the specified value is free to invert (apply
634 /// ~ to).  This happens in cases where the ~ can be eliminated.
635 static inline bool isFreeToInvert(Value *V) {
636   // ~(~(X)) -> X.
637   if (BinaryOperator::isNot(V))
638     return true;
639   
640   // Constants can be considered to be not'ed values.
641   if (isa<ConstantInt>(V))
642     return true;
643   
644   // Compares can be inverted if they have a single use.
645   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(V))
646     return CI->hasOneUse();
647   
648   return false;
649 }
650
651 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
652   // If this is not(not(x)) don't return that this is a not: we want the two
653   // not's to be folded first.
654   if (BinaryOperator::isNot(V)) {
655     Value *Operand = BinaryOperator::getNotArgument(V);
656     if (!isFreeToInvert(Operand))
657       return Operand;
658   }
659
660   // Constants can be considered to be not'ed values...
661   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
662     return ConstantInt::get(C->getType(), ~C->getValue());
663   return 0;
664 }
665
666
667
668 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
669 // other computations (because it has a constant operand), return the
670 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
671 // Otherwise, return null.
672 //
673 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
674   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
675     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
676       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
677         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
678           return I->getOperand(0);
679       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
680         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
681           // The multiplier is really 1 << CST.
682           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
683           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
684           CST = ConstantInt::get(V->getType()->getContext(),
685                                  APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
686           return I->getOperand(0);
687         }
688     }
689   return 0;
690 }
691
692 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
693 static Constant *AddOne(Constant *C) {
694   return ConstantExpr::getAdd(C, 
695     ConstantInt::get(C->getType(), 1));
696 }
697 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
698 static Constant *SubOne(ConstantInt *C) {
699   return ConstantExpr::getSub(C, 
700     ConstantInt::get(C->getType(), 1));
701 }
702 /// MultiplyOverflows - True if the multiply can not be expressed in an int
703 /// this size.
704 static bool MultiplyOverflows(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2, bool sign) {
705   uint32_t W = C1->getBitWidth();
706   APInt LHSExt = C1->getValue(), RHSExt = C2->getValue();
707   if (sign) {
708     LHSExt.sext(W * 2);
709     RHSExt.sext(W * 2);
710   } else {
711     LHSExt.zext(W * 2);
712     RHSExt.zext(W * 2);
713   }
714
715   APInt MulExt = LHSExt * RHSExt;
716
717   if (sign) {
718     APInt Min = APInt::getSignedMinValue(W).sext(W * 2);
719     APInt Max = APInt::getSignedMaxValue(W).sext(W * 2);
720     return MulExt.slt(Min) || MulExt.sgt(Max);
721   } else 
722     return MulExt.ugt(APInt::getLowBitsSet(W * 2, W));
723 }
724
725
726 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
727 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
728 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
729 /// constant and return true.
730 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
731                                    APInt Demanded) {
732   assert(I && "No instruction?");
733   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
734
735   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
736   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
737   if (!OpC) return false;
738
739   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
740   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
741   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
742     return false;
743
744   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
745   Demanded &= OpC->getValue();
746   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(OpC->getType(), Demanded));
747   return true;
748 }
749
750 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
751 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
752 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
753 // min/max.
754 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt& KnownZero,
755                                                    const APInt& KnownOne,
756                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
757   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
758          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
759          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
760          "KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
761   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
762
763   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
764   // bit if it is unknown.
765   Min = KnownOne;
766   Max = KnownOne|UnknownBits;
767   
768   if (UnknownBits.isNegative()) { // Sign bit is unknown
769     Min.set(Min.getBitWidth()-1);
770     Max.clear(Max.getBitWidth()-1);
771   }
772 }
773
774 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
775 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
776 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
777 // min/max.
778 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt &KnownZero,
779                                                      const APInt &KnownOne,
780                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
781   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
782          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
783          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
784          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
785   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
786   
787   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
788   Min = KnownOne;
789   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
790   Max = KnownOne|UnknownBits;
791 }
792
793 /// SimplifyDemandedInstructionBits - Inst is an integer instruction that
794 /// SimplifyDemandedBits knows about.  See if the instruction has any
795 /// properties that allow us to simplify its operands.
796 bool InstCombiner::SimplifyDemandedInstructionBits(Instruction &Inst) {
797   unsigned BitWidth = Inst.getType()->getScalarSizeInBits();
798   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
799   APInt DemandedMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
800   
801   Value *V = SimplifyDemandedUseBits(&Inst, DemandedMask, 
802                                      KnownZero, KnownOne, 0);
803   if (V == 0) return false;
804   if (V == &Inst) return true;
805   ReplaceInstUsesWith(Inst, V);
806   return true;
807 }
808
809 /// SimplifyDemandedBits - This form of SimplifyDemandedBits simplifies the
810 /// specified instruction operand if possible, updating it in place.  It returns
811 /// true if it made any change and false otherwise.
812 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Use &U, APInt DemandedMask, 
813                                         APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
814                                         unsigned Depth) {
815   Value *NewVal = SimplifyDemandedUseBits(U.get(), DemandedMask,
816                                           KnownZero, KnownOne, Depth);
817   if (NewVal == 0) return false;
818   U = NewVal;
819   return true;
820 }
821
822
823 /// SimplifyDemandedUseBits - This function attempts to replace V with a simpler
824 /// value based on the demanded bits.  When this function is called, it is known
825 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
826 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
827 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
828 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
829 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
830 /// to be one in the expression.  KnownZero contains all the bits that are known
831 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
832 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
833 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
834 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
835 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
836 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
837 /// and KnownOne must all be the same.
838 ///
839 /// This returns null if it did not change anything and it permits no
840 /// simplification.  This returns V itself if it did some simplification of V's
841 /// operands based on the information about what bits are demanded. This returns
842 /// some other non-null value if it found out that V is equal to another value
843 /// in the context where the specified bits are demanded, but not for all users.
844 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedUseBits(Value *V, APInt DemandedMask,
845                                              APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
846                                              unsigned Depth) {
847   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
848   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
849   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
850   const Type *VTy = V->getType();
851   assert((TD || !isa<PointerType>(VTy)) &&
852          "SimplifyDemandedBits needs to know bit widths!");
853   assert((!TD || TD->getTypeSizeInBits(VTy->getScalarType()) == BitWidth) &&
854          (!VTy->isIntOrIntVector() ||
855           VTy->getScalarSizeInBits() == BitWidth) &&
856          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth &&
857          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
858          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne "
859          "must have same BitWidth");
860   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
861     // We know all of the bits for a constant!
862     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
863     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
864     return 0;
865   }
866   if (isa<ConstantPointerNull>(V)) {
867     // We know all of the bits for a constant!
868     KnownOne.clear();
869     KnownZero = DemandedMask;
870     return 0;
871   }
872
873   KnownZero.clear();
874   KnownOne.clear();
875   if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
876     if (isa<UndefValue>(V))
877       return 0;
878     return UndefValue::get(VTy);
879   }
880   
881   if (Depth == 6)        // Limit search depth.
882     return 0;
883   
884   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
885   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
886
887   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
888   if (!I) {
889     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
890     return 0;        // Only analyze instructions.
891   }
892
893   // If there are multiple uses of this value and we aren't at the root, then
894   // we can't do any simplifications of the operands, because DemandedMask
895   // only reflects the bits demanded by *one* of the users.
896   if (Depth != 0 && !I->hasOneUse()) {
897     // Despite the fact that we can't simplify this instruction in all User's
898     // context, we can at least compute the knownzero/knownone bits, and we can
899     // do simplifications that apply to *just* the one user if we know that
900     // this instruction has a simpler value in that context.
901     if (I->getOpcode() == Instruction::And) {
902       // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
903       ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
904                         RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1);
905       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
906                         LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1);
907       
908       // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
909       // These bits cannot contribute to the result of the 'and' in this
910       // context.
911       if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
912           (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
913         return I->getOperand(0);
914       if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
915           (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
916         return I->getOperand(1);
917       
918       // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
919       if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
920         return Constant::getNullValue(VTy);
921       
922     } else if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
923       // We can simplify (X|Y) -> X or Y in the user's context if we know that
924       // only bits from X or Y are demanded.
925       
926       // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
927       ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
928                         RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1);
929       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
930                         LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1);
931       
932       // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the
933       // other.  These bits cannot contribute to the result of the 'or' in this
934       // context.
935       if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
936           (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
937         return I->getOperand(0);
938       if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
939           (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
940         return I->getOperand(1);
941       
942       // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
943       // the other side, just use the 'other' side.
944       if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
945           (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
946         return I->getOperand(0);
947       if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
948           (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
949         return I->getOperand(1);
950     }
951     
952     // Compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
953     ComputeMaskedBits(I, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
954     return 0;
955   }
956   
957   // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
958   // just set the DemandedMask to all bits so that we can try to simplify the
959   // operands.  This allows visitTruncInst (for example) to simplify the
960   // operand of a trunc without duplicating all the logic below.
961   if (Depth == 0 && !V->hasOneUse())
962     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
963   
964   switch (I->getOpcode()) {
965   default:
966     ComputeMaskedBits(I, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
967     break;
968   case Instruction::And:
969     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
970     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask,
971                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
972         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
973                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
974       return I;
975     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
976     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
977
978     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
979     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
980     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
981         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
982       return I->getOperand(0);
983     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
984         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
985       return I->getOperand(1);
986     
987     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
988     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
989       return Constant::getNullValue(VTy);
990       
991     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
992     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
993       return I;
994       
995     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
996     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
997     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
998     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
999     break;
1000   case Instruction::Or:
1001     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
1002     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask, 
1003                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
1004         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
1005                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1006       return I;
1007     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1008     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1009     
1010     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1011     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
1012     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
1013         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
1014       return I->getOperand(0);
1015     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
1016         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
1017       return I->getOperand(1);
1018
1019     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
1020     // the other side, just use the 'other' side.
1021     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
1022         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
1023       return I->getOperand(0);
1024     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
1025         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
1026       return I->getOperand(1);
1027         
1028     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1029     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1030       return I;
1031           
1032     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
1033     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1034     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
1035     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
1036     break;
1037   case Instruction::Xor: {
1038     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask,
1039                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
1040         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask, 
1041                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1042       return I;
1043     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1044     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1045     
1046     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1047     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
1048     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
1049       return I->getOperand(0);
1050     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
1051       return I->getOperand(1);
1052     
1053     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
1054     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
1055                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
1056     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
1057     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
1058                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
1059     
1060     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
1061     // other, turn this into an *inclusive* or.
1062     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
1063     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
1064       Instruction *Or = 
1065         BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1066                                  I->getName());
1067       return InsertNewInstBefore(Or, *I);
1068     }
1069     
1070     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
1071     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
1072     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
1073     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
1074     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
1075       // all known
1076       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
1077         Constant *AndC = Constant::getIntegerValue(VTy,
1078                                                    ~RHSKnownOne & DemandedMask);
1079         Instruction *And = 
1080           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
1081         return InsertNewInstBefore(And, *I);
1082       }
1083     }
1084     
1085     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1086     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
1087     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1088       return I;
1089     
1090     // If our LHS is an 'and' and if it has one use, and if any of the bits we
1091     // are flipping are known to be set, then the xor is just resetting those
1092     // bits to zero.  We can just knock out bits from the 'and' and the 'xor',
1093     // simplifying both of them.
1094     if (Instruction *LHSInst = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(0)))
1095       if (LHSInst->getOpcode() == Instruction::And && LHSInst->hasOneUse() &&
1096           isa<ConstantInt>(I->getOperand(1)) &&
1097           isa<ConstantInt>(LHSInst->getOperand(1)) &&
1098           (LHSKnownOne & RHSKnownOne & DemandedMask) != 0) {
1099         ConstantInt *AndRHS = cast<ConstantInt>(LHSInst->getOperand(1));
1100         ConstantInt *XorRHS = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1));
1101         APInt NewMask = ~(LHSKnownOne & RHSKnownOne & DemandedMask);
1102         
1103         Constant *AndC =
1104           ConstantInt::get(I->getType(), NewMask & AndRHS->getValue());
1105         Instruction *NewAnd = 
1106           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
1107         InsertNewInstBefore(NewAnd, *I);
1108         
1109         Constant *XorC =
1110           ConstantInt::get(I->getType(), NewMask & XorRHS->getValue());
1111         Instruction *NewXor =
1112           BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, XorC, "tmp");
1113         return InsertNewInstBefore(NewXor, *I);
1114       }
1115           
1116           
1117     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
1118     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
1119     break;
1120   }
1121   case Instruction::Select:
1122     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(2), DemandedMask,
1123                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
1124         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask, 
1125                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1126       return I;
1127     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1128     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1129     
1130     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
1131     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask) ||
1132         ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
1133       return I;
1134     
1135     // Only known if known in both the LHS and RHS.
1136     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
1137     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1138     break;
1139   case Instruction::Trunc: {
1140     unsigned truncBf = I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1141     DemandedMask.zext(truncBf);
1142     RHSKnownZero.zext(truncBf);
1143     RHSKnownOne.zext(truncBf);
1144     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask, 
1145                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1146       return I;
1147     DemandedMask.trunc(BitWidth);
1148     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
1149     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
1150     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1151     break;
1152   }
1153   case Instruction::BitCast:
1154     if (!I->getOperand(0)->getType()->isIntOrIntVector())
1155       return false;  // vector->int or fp->int?
1156
1157     if (const VectorType *DstVTy = dyn_cast<VectorType>(I->getType())) {
1158       if (const VectorType *SrcVTy =
1159             dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType())) {
1160         if (DstVTy->getNumElements() != SrcVTy->getNumElements())
1161           // Don't touch a bitcast between vectors of different element counts.
1162           return false;
1163       } else
1164         // Don't touch a scalar-to-vector bitcast.
1165         return false;
1166     } else if (isa<VectorType>(I->getOperand(0)->getType()))
1167       // Don't touch a vector-to-scalar bitcast.
1168       return false;
1169
1170     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
1171                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1172       return I;
1173     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1174     break;
1175   case Instruction::ZExt: {
1176     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1177     unsigned SrcBitWidth =I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1178     
1179     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1180     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1181     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1182     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
1183                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1184       return I;
1185     DemandedMask.zext(BitWidth);
1186     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1187     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1188     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1189     // The top bits are known to be zero.
1190     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1191     break;
1192   }
1193   case Instruction::SExt: {
1194     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1195     unsigned SrcBitWidth =I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1196     
1197     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1198                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1199
1200     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1201     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1202     // bit is demanded.
1203     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1204       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1205       
1206     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1207     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1208     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1209     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), InputDemandedBits,
1210                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1211       return I;
1212     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1213     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1214     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1215     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1216       
1217     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1218     // top bits of the result.
1219
1220     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1221     // convert this into a zero extension.
1222     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits) {
1223       // Convert to ZExt cast
1224       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName());
1225       return InsertNewInstBefore(NewCast, *I);
1226     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1227       RHSKnownOne |= NewBits;
1228     }
1229     break;
1230   }
1231   case Instruction::Add: {
1232     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1233     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1234     // either.
1235     unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1236       
1237     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1238     // we can do.
1239     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1240       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1241       // won't work if the RHS is zero.
1242       if (RHS->isZero())
1243         break;
1244       
1245       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1246       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1247       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1248
1249       // Find information about known zero/one bits in the input.
1250       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), InDemandedBits, 
1251                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1252         return I;
1253
1254       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1255       // the constant.
1256       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
1257         return I;
1258       
1259       // Avoid excess work.
1260       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1261         break;
1262       
1263       // Turn it into OR if input bits are zero.
1264       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1265         Instruction *Or =
1266           BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1267                                    I->getName());
1268         return InsertNewInstBefore(Or, *I);
1269       }
1270       
1271       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1272       // depending on potential carries from the input constant and the
1273       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1274       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1275       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1276       
1277       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1278       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1279       // this scan.
1280       const APInt &RHSVal = RHS->getValue();
1281       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1282       
1283       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1284       
1285       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1286       // other, and there is no input carry.
1287       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1288                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1289       
1290       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1291       // is no input carry.
1292       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1293     } else {
1294       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1295       // the high bits of its LHS or RHS.
1296       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1297         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1298         // significant bit and all those below it.
1299         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1300         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedFromOps,
1301                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1) ||
1302             SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedFromOps,
1303                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1304           return I;
1305       }
1306     }
1307     break;
1308   }
1309   case Instruction::Sub:
1310     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1311     // the high bits of its LHS or RHS.
1312     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1313       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1314       // significant bit and all those below it.
1315       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1316       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1317       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedFromOps,
1318                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1) ||
1319           SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedFromOps,
1320                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1321         return I;
1322     }
1323     // Otherwise just hand the sub off to ComputeMaskedBits to fill in
1324     // the known zeros and ones.
1325     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1326     break;
1327   case Instruction::Shl:
1328     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1329       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1330       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1331       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn, 
1332                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1333         return I;
1334       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1335       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1336       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1337       // low bits known zero.
1338       if (ShiftAmt)
1339         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1340     }
1341     break;
1342   case Instruction::LShr:
1343     // For a logical shift right
1344     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1345       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1346       
1347       // Unsigned shift right.
1348       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1349       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn,
1350                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1351         return I;
1352       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1353       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1354       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1355       if (ShiftAmt) {
1356         // Compute the new bits that are at the top now.
1357         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1358         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1359       }
1360     }
1361     break;
1362   case Instruction::AShr:
1363     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1364     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1365     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1366     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1367     if (DemandedMask == 1) {
1368       // Perform the logical shift right.
1369       Instruction *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1370                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1371       return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1372     }    
1373
1374     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1375     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1376     if (DemandedMask.isSignBit())
1377       return I->getOperand(0);
1378     
1379     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1380       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1381       
1382       // Signed shift right.
1383       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1384       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1385       // demanded.
1386       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1387         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1388       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn,
1389                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1390         return I;
1391       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1392       // Compute the new bits that are at the top now.
1393       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1394       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1395       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1396         
1397       // Handle the sign bits.
1398       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1399       // Adjust to where it is now in the mask.
1400       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1401         
1402       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1403       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1404       if (BitWidth <= ShiftAmt || RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1405           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1406         // Perform the logical shift right.
1407         Instruction *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1408                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1409         return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1410       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1411         RHSKnownOne |= HighBits;
1412       }
1413     }
1414     break;
1415   case Instruction::SRem:
1416     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1417       APInt RA = Rem->getValue().abs();
1418       if (RA.isPowerOf2()) {
1419         if (DemandedMask.ult(RA))    // srem won't affect demanded bits
1420           return I->getOperand(0);
1421
1422         APInt LowBits = RA - 1;
1423         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
1424         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), Mask2,
1425                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1426           return I;
1427
1428         if (LHSKnownZero[BitWidth-1] || ((LHSKnownZero & LowBits) == LowBits))
1429           LHSKnownZero |= ~LowBits;
1430
1431         KnownZero |= LHSKnownZero & DemandedMask;
1432
1433         assert(!(KnownZero & KnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1434       }
1435     }
1436     break;
1437   case Instruction::URem: {
1438     APInt KnownZero2(BitWidth, 0), KnownOne2(BitWidth, 0);
1439     APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1440     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), AllOnes,
1441                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1) ||
1442         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), AllOnes,
1443                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1444       return I;
1445
1446     unsigned Leaders = KnownZero2.countLeadingOnes();
1447     Leaders = std::max(Leaders,
1448                        KnownZero2.countLeadingOnes());
1449     KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & DemandedMask;
1450     break;
1451   }
1452   case Instruction::Call:
1453     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
1454       switch (II->getIntrinsicID()) {
1455       default: break;
1456       case Intrinsic::bswap: {
1457         // If the only bits demanded come from one byte of the bswap result,
1458         // just shift the input byte into position to eliminate the bswap.
1459         unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1460         unsigned NTZ = DemandedMask.countTrailingZeros();
1461           
1462         // Round NTZ down to the next byte.  If we have 11 trailing zeros, then
1463         // we need all the bits down to bit 8.  Likewise, round NLZ.  If we
1464         // have 14 leading zeros, round to 8.
1465         NLZ &= ~7;
1466         NTZ &= ~7;
1467         // If we need exactly one byte, we can do this transformation.
1468         if (BitWidth-NLZ-NTZ == 8) {
1469           unsigned ResultBit = NTZ;
1470           unsigned InputBit = BitWidth-NTZ-8;
1471           
1472           // Replace this with either a left or right shift to get the byte into
1473           // the right place.
1474           Instruction *NewVal;
1475           if (InputBit > ResultBit)
1476             NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(I->getOperand(1),
1477                     ConstantInt::get(I->getType(), InputBit-ResultBit));
1478           else
1479             NewVal = BinaryOperator::CreateShl(I->getOperand(1),
1480                     ConstantInt::get(I->getType(), ResultBit-InputBit));
1481           NewVal->takeName(I);
1482           return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1483         }
1484           
1485         // TODO: Could compute known zero/one bits based on the input.
1486         break;
1487       }
1488       }
1489     }
1490     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1491     break;
1492   }
1493   
1494   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1495   // constant.
1496   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
1497     return Constant::getIntegerValue(VTy, RHSKnownOne);
1498   return false;
1499 }
1500
1501
1502 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value produces a vector with
1503 /// any number of elements. DemandedElts contains the set of elements that are
1504 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1505 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1506 ///
1507 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1508 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1509 /// returned.  This returns null if no change was made.
1510 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, APInt DemandedElts,
1511                                                 APInt& UndefElts,
1512                                                 unsigned Depth) {
1513   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1514   APInt EltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
1515   assert((DemandedElts & ~EltMask) == 0 && "Invalid DemandedElts!");
1516
1517   if (isa<UndefValue>(V)) {
1518     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1519     UndefElts = EltMask;
1520     return 0;
1521   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1522     UndefElts = EltMask;
1523     return UndefValue::get(V->getType());
1524   }
1525
1526   UndefElts = 0;
1527   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1528     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1529     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1530
1531     std::vector<Constant*> Elts;
1532     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1533       if (!DemandedElts[i]) {   // If not demanded, set to undef.
1534         Elts.push_back(Undef);
1535         UndefElts.set(i);
1536       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1537         Elts.push_back(Undef);
1538         UndefElts.set(i);
1539       } else {                               // Otherwise, defined.
1540         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1541       }
1542
1543     // If we changed the constant, return it.
1544     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
1545     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1546   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1547     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1548     // set to undef.
1549     
1550     // Check if this is identity. If so, return 0 since we are not simplifying
1551     // anything.
1552     if (DemandedElts == ((1ULL << VWidth) -1))
1553       return 0;
1554     
1555     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1556     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
1557     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1558     std::vector<Constant*> Elts;
1559     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i) {
1560       Constant *Elt = DemandedElts[i] ? Zero : Undef;
1561       Elts.push_back(Elt);
1562     }
1563     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1564     return ConstantVector::get(Elts);
1565   }
1566   
1567   // Limit search depth.
1568   if (Depth == 10)
1569     return 0;
1570
1571   // If multiple users are using the root value, procede with
1572   // simplification conservatively assuming that all elements
1573   // are needed.
1574   if (!V->hasOneUse()) {
1575     // Quit if we find multiple users of a non-root value though.
1576     // They'll be handled when it's their turn to be visited by
1577     // the main instcombine process.
1578     if (Depth != 0)
1579       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1580       return 0;
1581
1582     // Conservatively assume that all elements are needed.
1583     DemandedElts = EltMask;
1584   }
1585   
1586   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1587   if (!I) return 0;        // Only analyze instructions.
1588   
1589   bool MadeChange = false;
1590   APInt UndefElts2(VWidth, 0);
1591   Value *TmpV;
1592   switch (I->getOpcode()) {
1593   default: break;
1594     
1595   case Instruction::InsertElement: {
1596     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1597     // demand exactly the same input as we produce.
1598     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1599     if (Idx == 0) {
1600       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1601       // which elt is getting updated.
1602       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1603                                         UndefElts2, Depth+1);
1604       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1605       break;
1606     }
1607     
1608     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1609     // insertelement.
1610     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1611     if (IdxNo >= VWidth || !DemandedElts[IdxNo]) {
1612       Worklist.Add(I);
1613       return I->getOperand(0);
1614     }
1615     
1616     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1617     // input demanded set is simpler than the output set.
1618     APInt DemandedElts2 = DemandedElts;
1619     DemandedElts2.clear(IdxNo);
1620     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts2,
1621                                       UndefElts, Depth+1);
1622     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1623
1624     // The inserted element is defined.
1625     UndefElts.clear(IdxNo);
1626     break;
1627   }
1628   case Instruction::ShuffleVector: {
1629     ShuffleVectorInst *Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(I);
1630     uint64_t LHSVWidth =
1631       cast<VectorType>(Shuffle->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
1632     APInt LeftDemanded(LHSVWidth, 0), RightDemanded(LHSVWidth, 0);
1633     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1634       if (DemandedElts[i]) {
1635         unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1636         if (MaskVal != -1u) {
1637           assert(MaskVal < LHSVWidth * 2 &&
1638                  "shufflevector mask index out of range!");
1639           if (MaskVal < LHSVWidth)
1640             LeftDemanded.set(MaskVal);
1641           else
1642             RightDemanded.set(MaskVal - LHSVWidth);
1643         }
1644       }
1645     }
1646
1647     APInt UndefElts4(LHSVWidth, 0);
1648     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), LeftDemanded,
1649                                       UndefElts4, Depth+1);
1650     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1651
1652     APInt UndefElts3(LHSVWidth, 0);
1653     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), RightDemanded,
1654                                       UndefElts3, Depth+1);
1655     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1656
1657     bool NewUndefElts = false;
1658     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1659       unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1660       if (MaskVal == -1u) {
1661         UndefElts.set(i);
1662       } else if (MaskVal < LHSVWidth) {
1663         if (UndefElts4[MaskVal]) {
1664           NewUndefElts = true;
1665           UndefElts.set(i);
1666         }
1667       } else {
1668         if (UndefElts3[MaskVal - LHSVWidth]) {
1669           NewUndefElts = true;
1670           UndefElts.set(i);
1671         }
1672       }
1673     }
1674
1675     if (NewUndefElts) {
1676       // Add additional discovered undefs.
1677       std::vector<Constant*> Elts;
1678       for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
1679         if (UndefElts[i])
1680           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context)));
1681         else
1682           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context),
1683                                           Shuffle->getMaskValue(i)));
1684       }
1685       I->setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
1686       MadeChange = true;
1687     }
1688     break;
1689   }
1690   case Instruction::BitCast: {
1691     // Vector->vector casts only.
1692     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1693     if (!VTy) break;
1694     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1695     APInt InputDemandedElts(InVWidth, 0);
1696     unsigned Ratio;
1697
1698     if (VWidth == InVWidth) {
1699       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1700       // elements as are demanded of us.
1701       Ratio = 1;
1702       InputDemandedElts = DemandedElts;
1703     } else if (VWidth > InVWidth) {
1704       // Untested so far.
1705       break;
1706       
1707       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1708       // then an input element is live if any of the corresponding output
1709       // elements are live.
1710       Ratio = VWidth/InVWidth;
1711       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1712         if (DemandedElts[OutIdx])
1713           InputDemandedElts.set(OutIdx/Ratio);
1714       }
1715     } else {
1716       // Untested so far.
1717       break;
1718       
1719       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1720       // then an input element is live if the corresponding output element is
1721       // live.
1722       Ratio = InVWidth/VWidth;
1723       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1724         if (DemandedElts[InIdx/Ratio])
1725           InputDemandedElts.set(InIdx);
1726     }
1727     
1728     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1729     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1730                                       UndefElts2, Depth+1);
1731     if (TmpV) {
1732       I->setOperand(0, TmpV);
1733       MadeChange = true;
1734     }
1735     
1736     UndefElts = UndefElts2;
1737     if (VWidth > InVWidth) {
1738       llvm_unreachable("Unimp");
1739       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1740       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1741       // undef.
1742       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1743         if (UndefElts2[OutIdx/Ratio])
1744           UndefElts.set(OutIdx);
1745     } else if (VWidth < InVWidth) {
1746       llvm_unreachable("Unimp");
1747       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1748       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1749       // elements are undef.
1750       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1751       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1752         if (!UndefElts2[InIdx])            // Not undef?
1753           UndefElts.clear(InIdx/Ratio);    // Clear undef bit.
1754     }
1755     break;
1756   }
1757   case Instruction::And:
1758   case Instruction::Or:
1759   case Instruction::Xor:
1760   case Instruction::Add:
1761   case Instruction::Sub:
1762   case Instruction::Mul:
1763     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1764     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1765                                       UndefElts, Depth+1);
1766     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1767     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1768                                       UndefElts2, Depth+1);
1769     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1770       
1771     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1772     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1773     UndefElts &= UndefElts2;
1774     break;
1775     
1776   case Instruction::Call: {
1777     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1778     if (!II) break;
1779     switch (II->getIntrinsicID()) {
1780     default: break;
1781       
1782     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1783     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1784     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1785     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1786     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1787     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1788     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1789     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1790     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1791     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1792       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1793                                         UndefElts, Depth+1);
1794       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1795       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1796                                         UndefElts2, Depth+1);
1797       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1798
1799       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1800       // scalarize it now.
1801       if (DemandedElts == 1) {
1802         switch (II->getIntrinsicID()) {
1803         default: break;
1804         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1805         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1806         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1807         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1808           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1809           Value *LHS = II->getOperand(1);
1810           Value *RHS = II->getOperand(2);
1811           // Extract the element as scalars.
1812           LHS = InsertNewInstBefore(ExtractElementInst::Create(LHS, 
1813             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), 0U, false), "tmp"), *II);
1814           RHS = InsertNewInstBefore(ExtractElementInst::Create(RHS,
1815             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), 0U, false), "tmp"), *II);
1816           
1817           switch (II->getIntrinsicID()) {
1818           default: llvm_unreachable("Case stmts out of sync!");
1819           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1820           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1821             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateFSub(LHS, RHS,
1822                                                         II->getName()), *II);
1823             break;
1824           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1825           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1826             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateFMul(LHS, RHS,
1827                                                          II->getName()), *II);
1828             break;
1829           }
1830           
1831           Instruction *New =
1832             InsertElementInst::Create(
1833               UndefValue::get(II->getType()), TmpV,
1834               ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), 0U, false), II->getName());
1835           InsertNewInstBefore(New, *II);
1836           return New;
1837         }            
1838       }
1839         
1840       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1841       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1842       UndefElts &= UndefElts2;
1843       break;
1844     }
1845     break;
1846   }
1847   }
1848   return MadeChange ? I : 0;
1849 }
1850
1851
1852 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1853 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1854 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1855 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1856 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1857 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1858 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1859 ///
1860 template<typename Functor>
1861 static Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
1862   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1863   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1864
1865   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1866   if (F.shouldApply(LHS))
1867     return F.apply(Root);
1868
1869   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1870   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1871   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1872     // Should we apply this transform to the RHS?
1873     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1874
1875     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1876     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1877       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1878       ShouldApply = true;
1879     }
1880
1881     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1882     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1883     if (ShouldApply) {
1884       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1885       // and perform the reassociation.
1886       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1887
1888       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1889       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1890
1891       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1892       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1893       if (&Root == TmpLHSI) {
1894         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1895         return 0;
1896       }
1897       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1898       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1899       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1900       TmpLHSI->moveBefore(ARI);                  // Move TmpLHSI to after Root
1901       ARI = Root;
1902
1903       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1904       // get to LHSI.
1905       while (TmpLHSI != LHSI) {
1906         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1907         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1908         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1909         NextLHSI->moveBefore(ARI);
1910         ARI = NextLHSI;
1911
1912         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1913         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1914         TmpLHSI = NextLHSI;
1915         ExtraOperand = NextOp;
1916       }
1917
1918       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1919       // the transformation...
1920       return F.apply(Root);
1921     }
1922
1923     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1924   }
1925   return 0;
1926 }
1927
1928 namespace {
1929
1930 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1931 struct AddRHS {
1932   Value *RHS;
1933   explicit AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
1934   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1935   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1936     return BinaryOperator::CreateShl(Add.getOperand(0),
1937                                      ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
1938   }
1939 };
1940
1941 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1942 //                 iff C1&C2 == 0
1943 struct AddMaskingAnd {
1944   Constant *C2;
1945   explicit AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
1946   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1947     ConstantInt *C1;
1948     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
1949            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
1950   }
1951   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1952     return BinaryOperator::CreateOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1953   }
1954 };
1955
1956 }
1957
1958 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1959                                              InstCombiner *IC) {
1960   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I))
1961     return IC->Builder->CreateCast(CI->getOpcode(), SO, I.getType());
1962
1963   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1964   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1965   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1966
1967   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1968     if (ConstIsRHS)
1969       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1970     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1971   }
1972
1973   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1974   if (!ConstIsRHS)
1975     std::swap(Op0, Op1);
1976   
1977   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1978     return IC->Builder->CreateBinOp(BO->getOpcode(), Op0, Op1,
1979                                     SO->getName()+".op");
1980   if (ICmpInst *CI = dyn_cast<ICmpInst>(&I))
1981     return IC->Builder->CreateICmp(CI->getPredicate(), Op0, Op1,
1982                                    SO->getName()+".cmp");
1983   if (FCmpInst *CI = dyn_cast<FCmpInst>(&I))
1984     return IC->Builder->CreateICmp(CI->getPredicate(), Op0, Op1,
1985                                    SO->getName()+".cmp");
1986   llvm_unreachable("Unknown binary instruction type!");
1987 }
1988
1989 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1990 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1991 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1992 // not have a second operand.
1993 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1994                                      InstCombiner *IC) {
1995   // Don't modify shared select instructions
1996   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1997   Value *TV = SI->getOperand(1);
1998   Value *FV = SI->getOperand(2);
1999
2000   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
2001     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
2002     if (SI->getType() == Type::getInt1Ty(*IC->getContext())) return 0;
2003
2004     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
2005     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
2006
2007     return SelectInst::Create(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
2008                               SelectFalseVal);
2009   }
2010   return 0;
2011 }
2012
2013
2014 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator, cast instruction, or select which
2015 /// has a PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the
2016 /// PHI (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
2017 ///
2018 /// If AllowAggressive is true, FoldOpIntoPhi will allow certain transforms
2019 /// that would normally be unprofitable because they strongly encourage jump
2020 /// threading.
2021 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I,
2022                                          bool AllowAggressive) {
2023   AllowAggressive = false;
2024   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
2025   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
2026   if (NumPHIValues == 0 ||
2027       // We normally only transform phis with a single use, unless we're trying
2028       // hard to make jump threading happen.
2029       (!PN->hasOneUse() && !AllowAggressive))
2030     return 0;
2031   
2032   
2033   // Check to see if all of the operands of the PHI are simple constants
2034   // (constantint/constantfp/undef).  If there is one non-constant value,
2035   // remember the BB it is in.  If there is more than one or if *it* is a PHI,
2036   // bail out.  We don't do arbitrary constant expressions here because moving
2037   // their computation can be expensive without a cost model.
2038   BasicBlock *NonConstBB = 0;
2039   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
2040     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i)) ||
2041         isa<ConstantExpr>(PN->getIncomingValue(i))) {
2042       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
2043       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
2044       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
2045       
2046       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
2047       // loop.
2048       if (NonConstBB == I.getParent())
2049         return 0;
2050     }
2051   
2052   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
2053   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
2054   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
2055   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
2056   if (NonConstBB != 0 && !AllowAggressive) {
2057     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
2058     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
2059   }
2060
2061   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
2062   PHINode *NewPN = PHINode::Create(I.getType(), "");
2063   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
2064   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
2065   NewPN->takeName(PN);
2066
2067   // Next, add all of the operands to the PHI.
2068   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(&I)) {
2069     // We only currently try to fold the condition of a select when it is a phi,
2070     // not the true/false values.
2071     Value *TrueV = SI->getTrueValue();
2072     Value *FalseV = SI->getFalseValue();
2073     BasicBlock *PhiTransBB = PN->getParent();
2074     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
2075       BasicBlock *ThisBB = PN->getIncomingBlock(i);
2076       Value *TrueVInPred = TrueV->DoPHITranslation(PhiTransBB, ThisBB);
2077       Value *FalseVInPred = FalseV->DoPHITranslation(PhiTransBB, ThisBB);
2078       Value *InV = 0;
2079       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
2080         InV = InC->isNullValue() ? FalseVInPred : TrueVInPred;
2081       } else {
2082         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
2083         InV = SelectInst::Create(PN->getIncomingValue(i), TrueVInPred,
2084                                  FalseVInPred,
2085                                  "phitmp", NonConstBB->getTerminator());
2086         Worklist.Add(cast<Instruction>(InV));
2087       }
2088       NewPN->addIncoming(InV, ThisBB);
2089     }
2090   } else if (I.getNumOperands() == 2) {
2091     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
2092     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
2093       Value *InV = 0;
2094       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
2095         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
2096           InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
2097         else
2098           InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
2099       } else {
2100         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
2101         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
2102           InV = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(),
2103                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
2104                                        NonConstBB->getTerminator());
2105         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
2106           InV = CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
2107                                 CI->getPredicate(),
2108                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
2109                                 NonConstBB->getTerminator());
2110         else
2111           llvm_unreachable("Unknown binop!");
2112         
2113         Worklist.Add(cast<Instruction>(InV));
2114       }
2115       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
2116     }
2117   } else { 
2118     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
2119     const Type *RetTy = CI->getType();
2120     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
2121       Value *InV;
2122       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
2123         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
2124       } else {
2125         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
2126         InV = CastInst::Create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
2127                                I.getType(), "phitmp", 
2128                                NonConstBB->getTerminator());
2129         Worklist.Add(cast<Instruction>(InV));
2130       }
2131       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
2132     }
2133   }
2134   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
2135 }
2136
2137
2138 /// WillNotOverflowSignedAdd - Return true if we can prove that:
2139 ///    (sext (add LHS, RHS))  === (add (sext LHS), (sext RHS))
2140 /// This basically requires proving that the add in the original type would not
2141 /// overflow to change the sign bit or have a carry out.
2142 bool InstCombiner::WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS) {
2143   // There are different heuristics we can use for this.  Here are some simple
2144   // ones.
2145   
2146   // Add has the property that adding any two 2's complement numbers can only 
2147   // have one carry bit which can change a sign.  As such, if LHS and RHS each
2148   // have at least two sign bits, we know that the addition of the two values will
2149   // sign extend fine.
2150   if (ComputeNumSignBits(LHS) > 1 && ComputeNumSignBits(RHS) > 1)
2151     return true;
2152   
2153   
2154   // If one of the operands only has one non-zero bit, and if the other operand
2155   // has a known-zero bit in a more significant place than it (not including the
2156   // sign bit) the ripple may go up to and fill the zero, but won't change the
2157   // sign.  For example, (X & ~4) + 1.
2158   
2159   // TODO: Implement.
2160   
2161   return false;
2162 }
2163
2164
2165 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
2166   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2167   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
2168
2169   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2170     // X + undef -> undef
2171     if (isa<UndefValue>(RHS))
2172       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
2173
2174     // X + 0 --> X
2175     if (RHSC->isNullValue())
2176       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2177
2178     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
2179       // X + (signbit) --> X ^ signbit
2180       const APInt& Val = CI->getValue();
2181       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
2182       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
2183         return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2184       
2185       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
2186       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
2187       if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2188         return &I;
2189
2190       // zext(bool) + C -> bool ? C + 1 : C
2191       if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(LHS))
2192         if (ZI->getSrcTy() == Type::getInt1Ty(*Context))
2193           return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0), AddOne(CI), CI);
2194     }
2195
2196     if (isa<PHINode>(LHS))
2197       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2198         return NV;
2199     
2200     ConstantInt *XorRHS = 0;
2201     Value *XorLHS = 0;
2202     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
2203         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
2204       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getScalarSizeInBits();
2205       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
2206       
2207       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
2208       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
2209       APInt CFF80Val(-C0080Val);
2210       do {
2211         if (TySizeBits > Size) {
2212           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
2213           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
2214           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
2215               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
2216             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
2217             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
2218                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
2219               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
2220             break;
2221           }
2222         }
2223         Size >>= 1;
2224         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
2225         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
2226       } while (Size >= 1);
2227       
2228       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
2229       // with funny bit widths then this switch statement should be removed. It
2230       // is just here to get the size of the "middle" type back up to something
2231       // that the back ends can handle.
2232       const Type *MiddleType = 0;
2233       switch (Size) {
2234         default: break;
2235         case 32: MiddleType = Type::getInt32Ty(*Context); break;
2236         case 16: MiddleType = Type::getInt16Ty(*Context); break;
2237         case  8: MiddleType = Type::getInt8Ty(*Context); break;
2238       }
2239       if (MiddleType) {
2240         Value *NewTrunc = Builder->CreateTrunc(XorLHS, MiddleType, "sext");
2241         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2242       }
2243     }
2244   }
2245
2246   if (I.getType() == Type::getInt1Ty(*Context))
2247     return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2248
2249   // X + X --> X << 1
2250   if (I.getType()->isInteger()) {
2251     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS)))
2252       return Result;
2253
2254     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2255       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2256         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2257           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2258     }
2259     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2260       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2261         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2262           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2263     }
2264   }
2265
2266   // -A + B  -->  B - A
2267   // -A + -B  -->  -(A + B)
2268   if (Value *LHSV = dyn_castNegVal(LHS)) {
2269     if (LHS->getType()->isIntOrIntVector()) {
2270       if (Value *RHSV = dyn_castNegVal(RHS)) {
2271         Value *NewAdd = Builder->CreateAdd(LHSV, RHSV, "sum");
2272         return BinaryOperator::CreateNeg(NewAdd);
2273       }
2274     }
2275     
2276     return BinaryOperator::CreateSub(RHS, LHSV);
2277   }
2278
2279   // A + -B  -->  A - B
2280   if (!isa<Constant>(RHS))
2281     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
2282       return BinaryOperator::CreateSub(LHS, V);
2283
2284
2285   ConstantInt *C2;
2286   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
2287     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2288       return BinaryOperator::CreateMul(RHS, AddOne(C2));
2289
2290     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2291     ConstantInt *C1;
2292     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
2293       return BinaryOperator::CreateMul(X, ConstantExpr::getAdd(C1, C2));
2294   }
2295
2296   // X + X*C --> X * (C+1)
2297   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
2298     return BinaryOperator::CreateMul(LHS, AddOne(C2));
2299
2300   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2301   if (dyn_castNotVal(LHS) == RHS ||
2302       dyn_castNotVal(RHS) == LHS)
2303     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
2304   
2305
2306   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2307   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
2308     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2)))
2309       return R;
2310   
2311   // A+B --> A|B iff A and B have no bits set in common.
2312   if (const IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(I.getType())) {
2313     APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(IT->getBitWidth());
2314     APInt LHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2315     APInt LHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2316     ComputeMaskedBits(LHS, Mask, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
2317     if (LHSKnownZero != 0) {
2318       APInt RHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2319       APInt RHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2320       ComputeMaskedBits(RHS, Mask, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
2321       
2322       // No bits in common -> bitwise or.
2323       if ((LHSKnownZero|RHSKnownZero).isAllOnesValue())
2324         return BinaryOperator::CreateOr(LHS, RHS);
2325     }
2326   }
2327
2328   // W*X + Y*Z --> W * (X+Z)  iff W == Y
2329   if (I.getType()->isIntOrIntVector()) {
2330     Value *W, *X, *Y, *Z;
2331     if (match(LHS, m_Mul(m_Value(W), m_Value(X))) &&
2332         match(RHS, m_Mul(m_Value(Y), m_Value(Z)))) {
2333       if (W != Y) {
2334         if (W == Z) {
2335           std::swap(Y, Z);
2336         } else if (Y == X) {
2337           std::swap(W, X);
2338         } else if (X == Z) {
2339           std::swap(Y, Z);
2340           std::swap(W, X);
2341         }
2342       }
2343
2344       if (W == Y) {
2345         Value *NewAdd = Builder->CreateAdd(X, Z, LHS->getName());
2346         return BinaryOperator::CreateMul(W, NewAdd);
2347       }
2348     }
2349   }
2350
2351   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2352     Value *X = 0;
2353     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))))    // ~X + C --> (C-1) - X
2354       return BinaryOperator::CreateSub(SubOne(CRHS), X);
2355
2356     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2357     if (LHS->hasOneUse() &&
2358         match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
2359       Constant *Anded = ConstantExpr::getAnd(CRHS, C2);
2360       if (Anded == CRHS) {
2361         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2362         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2363         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2364
2365         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2366         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2367
2368         // See if the and mask includes all of these bits.
2369         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2370
2371         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2372           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2373           Value *NewAdd = Builder->CreateAdd(X, CRHS, LHS->getName());
2374           return BinaryOperator::CreateAnd(NewAdd, C2);
2375         }
2376       }
2377     }
2378
2379     // Try to fold constant add into select arguments.
2380     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2381       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2382         return R;
2383   }
2384
2385   // add (select X 0 (sub n A)) A  -->  select X A n
2386   {
2387     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS);
2388     Value *A = RHS;
2389     if (!SI) {
2390       SI = dyn_cast<SelectInst>(RHS);
2391       A = LHS;
2392     }
2393     if (SI && SI->hasOneUse()) {
2394       Value *TV = SI->getTrueValue();
2395       Value *FV = SI->getFalseValue();
2396       Value *N;
2397
2398       // Can we fold the add into the argument of the select?
2399       // We check both true and false select arguments for a matching subtract.
2400       if (match(FV, m_Zero()) &&
2401           match(TV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A))))
2402         // Fold the add into the true select value.
2403         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), N, A);
2404       if (match(TV, m_Zero()) &&
2405           match(FV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A))))
2406         // Fold the add into the false select value.
2407         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), A, N);
2408     }
2409   }
2410
2411   // Check for (add (sext x), y), see if we can merge this into an
2412   // integer add followed by a sext.
2413   if (SExtInst *LHSConv = dyn_cast<SExtInst>(LHS)) {
2414     // (add (sext x), cst) --> (sext (add x, cst'))
2415     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2416       Constant *CI = 
2417         ConstantExpr::getTrunc(RHSC, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2418       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2419           ConstantExpr::getSExt(CI, I.getType()) == RHSC &&
2420           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2421         // Insert the new, smaller add.
2422         Value *NewAdd = Builder->CreateNSWAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2423                                               CI, "addconv");
2424         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2425       }
2426     }
2427     
2428     // (add (sext x), (sext y)) --> (sext (add int x, y))
2429     if (SExtInst *RHSConv = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
2430       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2431       // single use (so we don't increase the number of sexts), and if the
2432       // integer add will not overflow.
2433       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2434           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2435           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2436                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2437         // Insert the new integer add.
2438         Value *NewAdd = Builder->CreateNSWAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2439                                               RHSConv->getOperand(0), "addconv");
2440         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2441       }
2442     }
2443   }
2444
2445   return Changed ? &I : 0;
2446 }
2447
2448 Instruction *InstCombiner::visitFAdd(BinaryOperator &I) {
2449   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2450   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
2451
2452   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2453     // X + 0 --> X
2454     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
2455       if (CFP->isExactlyValue(ConstantFP::getNegativeZero
2456                               (I.getType())->getValueAPF()))
2457         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2458     }
2459
2460     if (isa<PHINode>(LHS))
2461       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2462         return NV;
2463   }
2464
2465   // -A + B  -->  B - A
2466   // -A + -B  -->  -(A + B)
2467   if (Value *LHSV = dyn_castFNegVal(LHS))
2468     return BinaryOperator::CreateFSub(RHS, LHSV);
2469
2470   // A + -B  -->  A - B
2471   if (!isa<Constant>(RHS))
2472     if (Value *V = dyn_castFNegVal(RHS))
2473       return BinaryOperator::CreateFSub(LHS, V);
2474
2475   // Check for X+0.0.  Simplify it to X if we know X is not -0.0.
2476   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS))
2477     if (CFP->getValueAPF().isPosZero() && CannotBeNegativeZero(LHS))
2478       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2479
2480   // Check for (add double (sitofp x), y), see if we can merge this into an
2481   // integer add followed by a promotion.
2482   if (SIToFPInst *LHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(LHS)) {
2483     // (add double (sitofp x), fpcst) --> (sitofp (add int x, intcst))
2484     // ... if the constant fits in the integer value.  This is useful for things
2485     // like (double)(x & 1234) + 4.0 -> (double)((X & 1234)+4) which no longer
2486     // requires a constant pool load, and generally allows the add to be better
2487     // instcombined.
2488     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS)) {
2489       Constant *CI = 
2490       ConstantExpr::getFPToSI(CFP, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2491       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2492           ConstantExpr::getSIToFP(CI, I.getType()) == CFP &&
2493           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2494         // Insert the new integer add.
2495         Value *NewAdd = Builder->CreateNSWAdd(LHSConv->getOperand(0),
2496                                               CI, "addconv");
2497         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2498       }
2499     }
2500     
2501     // (add double (sitofp x), (sitofp y)) --> (sitofp (add int x, y))
2502     if (SIToFPInst *RHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(RHS)) {
2503       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2504       // single use (so we don't increase the number of int->fp conversions),
2505       // and if the integer add will not overflow.
2506       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2507           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2508           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2509                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2510         // Insert the new integer add.
2511         Value *NewAdd = Builder->CreateNSWAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2512                                               RHSConv->getOperand(0), "addconv");
2513         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2514       }
2515     }
2516   }
2517   
2518   return Changed ? &I : 0;
2519 }
2520
2521 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2522   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2523
2524   if (Op0 == Op1)                        // sub X, X  -> 0
2525     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2526
2527   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2528   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
2529     return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, V);
2530
2531   if (isa<UndefValue>(Op0))
2532     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2533   if (isa<UndefValue>(Op1))
2534     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2535
2536   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2537     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2538     if (C->isAllOnesValue())
2539       return BinaryOperator::CreateNot(Op1);
2540
2541     // C - ~X == X + (1+C)
2542     Value *X = 0;
2543     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
2544       return BinaryOperator::CreateAdd(X, AddOne(C));
2545
2546     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2547     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2548     if (C->isZero()) {
2549       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2550         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2551           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2552             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2553             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2554                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2555               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2556               return BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, 
2557                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2558             }
2559           }
2560         }
2561         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2562           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2563             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2564             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2565                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2566               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2567               return BinaryOperator::CreateLShr(
2568                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2569             }
2570           }
2571         }
2572       }
2573     }
2574
2575     // Try to fold constant sub into select arguments.
2576     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2577       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2578         return R;
2579
2580     // C - zext(bool) -> bool ? C - 1 : C
2581     if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(Op1))
2582       if (ZI->getSrcTy() == Type::getInt1Ty(*Context))
2583         return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0), SubOne(C), C);
2584   }
2585
2586   if (I.getType() == Type::getInt1Ty(*Context))
2587     return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
2588
2589   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2590     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2591       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2592         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(1),
2593                                          I.getName());
2594       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2595         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(0),
2596                                          I.getName());
2597       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2598         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2599           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2600           return BinaryOperator::CreateSub(
2601             ConstantExpr::getSub(CI1, CI2), Op1I->getOperand(0));
2602       }
2603     }
2604
2605     if (Op1I->hasOneUse()) {
2606       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2607       // is not used by anyone else...
2608       //
2609       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2610         // Swap the two operands of the subexpr...
2611         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2612         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2613         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2614
2615         // Create the new top level add instruction...
2616         return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, Op1);
2617       }
2618
2619       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2620       //
2621       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2622           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2623         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2624
2625         Value *NewNot = Builder->CreateNot(OtherOp, "B.not");
2626         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, NewNot);
2627       }
2628
2629       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2630       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2631         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2632           if (CSI->isZero())
2633             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2634               return BinaryOperator::CreateSDiv(Op1I->getOperand(0),
2635                                           ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2636
2637       // X - X*C --> X * (1-C)
2638       ConstantInt *C2 = 0;
2639       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
2640         Constant *CP1 = 
2641           ConstantExpr::getSub(ConstantInt::get(I.getType(), 1),
2642                                              C2);
2643         return BinaryOperator::CreateMul(Op0, CP1);
2644       }
2645     }
2646   }
2647
2648   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2649     if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2650       if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2651         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2652       else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2653         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2654     } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2655       if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2656         return BinaryOperator::CreateNeg(Op0I->getOperand(1),
2657                                          I.getName());
2658     }
2659   }
2660
2661   ConstantInt *C1;
2662   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
2663     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2664       return BinaryOperator::CreateMul(Op1, SubOne(C1));
2665
2666     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2667     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
2668       return BinaryOperator::CreateMul(X, ConstantExpr::getSub(C1, C2));
2669   }
2670   return 0;
2671 }
2672
2673 Instruction *InstCombiner::visitFSub(BinaryOperator &I) {
2674   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2675
2676   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2677   if (Value *V = dyn_castFNegVal(Op1))
2678     return BinaryOperator::CreateFAdd(Op0, V);
2679
2680   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2681     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::FAdd) {
2682       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2683         return BinaryOperator::CreateFNeg(Op1I->getOperand(1),
2684                                           I.getName());
2685       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2686         return BinaryOperator::CreateFNeg(Op1I->getOperand(0),
2687                                           I.getName());
2688     }
2689   }
2690
2691   return 0;
2692 }
2693
2694 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2695 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2696 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2697 /// signed.
2698 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2699                            bool &TrueIfSigned) {
2700   switch (pred) {
2701   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2702     TrueIfSigned = true;
2703     return RHS->isZero();
2704   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2705     TrueIfSigned = true;
2706     return RHS->isAllOnesValue();
2707   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2708     TrueIfSigned = false;
2709     return RHS->isAllOnesValue();
2710   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2711     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2712     TrueIfSigned = true;
2713     return RHS->getValue() ==
2714       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2715   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2716     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2717     TrueIfSigned = true;
2718     return RHS->getValue().isSignBit();
2719   default:
2720     return false;
2721   }
2722 }
2723
2724 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2725   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2726   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2727
2728   if (isa<UndefValue>(Op1))              // undef * X -> 0
2729     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2730
2731   // Simplify mul instructions with a constant RHS.
2732   if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2733     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1C)) {
2734
2735       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2736       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2737         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2738           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2739             return BinaryOperator::CreateMul(SI->getOperand(0),
2740                                         ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
2741
2742       if (CI->isZero())
2743         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1C);  // X * 0  == 0
2744       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2745         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2746       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2747         return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
2748
2749       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2750       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2751         return BinaryOperator::CreateShl(Op0,
2752                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2753       }
2754     } else if (isa<VectorType>(Op1C->getType())) {
2755       if (Op1C->isNullValue())
2756         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1C);
2757
2758       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1C)) {
2759         if (Op1V->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2760           return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
2761
2762         // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
2763         if (Constant *Splat = Op1V->getSplatValue()) {
2764           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Splat))
2765             if (CI->equalsInt(1))
2766               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2767         }
2768       }
2769     }
2770     
2771     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2772       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2773           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(Op1C)) {
2774         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2775         Value *Add = Builder->CreateMul(Op0I->getOperand(0), Op1C, "tmp");
2776         Value *C1C2 = Builder->CreateMul(Op1C, Op0I->getOperand(1));
2777         return BinaryOperator::CreateAdd(Add, C1C2);
2778         
2779       }
2780
2781     // Try to fold constant mul into select arguments.
2782     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2783       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2784         return R;
2785
2786     if (isa<PHINode>(Op0))
2787       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2788         return NV;
2789   }
2790
2791   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
2792     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(Op1))
2793       return BinaryOperator::CreateMul(Op0v, Op1v);
2794
2795   // (X / Y) *  Y = X - (X % Y)
2796   // (X / Y) * -Y = (X % Y) - X
2797   {
2798     Value *Op1C = Op1;
2799     BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2800     if (!BO ||
2801         (BO->getOpcode() != Instruction::UDiv && 
2802          BO->getOpcode() != Instruction::SDiv)) {
2803       Op1C = Op0;
2804       BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
2805     }
2806     Value *Neg = dyn_castNegVal(Op1C);
2807     if (BO && BO->hasOneUse() &&
2808         (BO->getOperand(1) == Op1C || BO->getOperand(1) == Neg) &&
2809         (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv ||
2810          BO->getOpcode() == Instruction::SDiv)) {
2811       Value *Op0BO = BO->getOperand(0), *Op1BO = BO->getOperand(1);
2812
2813       // If the division is exact, X % Y is zero.
2814       if (SDivOperator *SDiv = dyn_cast<SDivOperator>(BO))
2815         if (SDiv->isExact()) {
2816           if (Op1BO == Op1C)
2817             return ReplaceInstUsesWith(I, Op0BO);
2818           return BinaryOperator::CreateNeg(Op0BO);
2819         }
2820
2821       Value *Rem;
2822       if (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv)
2823         Rem = Builder->CreateURem(Op0BO, Op1BO);
2824       else
2825         Rem = Builder->CreateSRem(Op0BO, Op1BO);
2826       Rem->takeName(BO);
2827
2828       if (Op1BO == Op1C)
2829         return BinaryOperator::CreateSub(Op0BO, Rem);
2830       return BinaryOperator::CreateSub(Rem, Op0BO);
2831     }
2832   }
2833
2834   /// i1 mul -> i1 and.
2835   if (I.getType() == Type::getInt1Ty(*Context))
2836     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Op1);
2837
2838   // X*(1 << Y) --> X << Y
2839   // (1 << Y)*X --> X << Y
2840   {
2841     Value *Y;
2842     if (match(Op0, m_Shl(m_One(), m_Value(Y))))
2843       return BinaryOperator::CreateShl(Op1, Y);
2844     if (match(Op1, m_Shl(m_One(), m_Value(Y))))
2845       return BinaryOperator::CreateShl(Op0, Y);
2846   }
2847   
2848   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2849   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2850   //   X * Y (where Y is 0 or 1) -> X & (0-Y)
2851   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
2852     // -2 is "-1 << 1" so it is all bits set except the low one.
2853     APInt Negative2(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits(), (uint64_t)-2, true);
2854     
2855     Value *BoolCast = 0, *OtherOp = 0;
2856     if (MaskedValueIsZero(Op0, Negative2))
2857       BoolCast = Op0, OtherOp = Op1;
2858     else if (MaskedValueIsZero(Op1, Negative2))
2859       BoolCast = Op1, OtherOp = Op0;
2860
2861     if (BoolCast) {
2862       Value *V = Builder->CreateSub(Constant::getNullValue(I.getType()),
2863                                     BoolCast, "tmp");
2864       return BinaryOperator::CreateAnd(V, OtherOp);
2865     }
2866   }
2867
2868   return Changed ? &I : 0;
2869 }
2870
2871 Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
2872   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2873   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2874
2875   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2876   if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2877     if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1C)) {
2878       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2879       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2880       if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
2881         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2882     } else if (isa<VectorType>(Op1C->getType())) {
2883       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1C)) {
2884         // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
2885         if (Constant *Splat = Op1V->getSplatValue()) {
2886           if (ConstantFP *F = dyn_cast<ConstantFP>(Splat))
2887             if (F->isExactlyValue(1.0))
2888               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2889         }
2890       }
2891     }
2892
2893     // Try to fold constant mul into select arguments.
2894     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2895       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2896         return R;
2897
2898     if (isa<PHINode>(Op0))
2899       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2900         return NV;
2901   }
2902
2903   if (Value *Op0v = dyn_castFNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
2904     if (Value *Op1v = dyn_castFNegVal(Op1))
2905       return BinaryOperator::CreateFMul(Op0v, Op1v);
2906
2907   return Changed ? &I : 0;
2908 }
2909
2910 /// SimplifyDivRemOfSelect - Try to fold a divide or remainder of a select
2911 /// instruction.
2912 bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
2913   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I.getOperand(1));
2914   
2915   // div/rem X, (Cond ? 0 : Y) -> div/rem X, Y
2916   int NonNullOperand = -1;
2917   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2918     if (ST->isNullValue())
2919       NonNullOperand = 2;
2920   // div/rem X, (Cond ? Y : 0) -> div/rem X, Y
2921   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2922     if (ST->isNullValue())
2923       NonNullOperand = 1;
2924   
2925   if (NonNullOperand == -1)
2926     return false;
2927   
2928   Value *SelectCond = SI->getOperand(0);
2929   
2930   // Change the div/rem to use 'Y' instead of the select.
2931   I.setOperand(1, SI->getOperand(NonNullOperand));
2932   
2933   // Okay, we know we replace the operand of the div/rem with 'Y' with no
2934   // problem.  However, the select, or the condition of the select may have
2935   // multiple uses.  Based on our knowledge that the operand must be non-zero,
2936   // propagate the known value for the select into other uses of it, and
2937   // propagate a known value of the condition into its other users.
2938   
2939   // If the select and condition only have a single use, don't bother with this,
2940   // early exit.
2941   if (SI->use_empty() && SelectCond->hasOneUse())
2942     return true;
2943   
2944   // Scan the current block backward, looking for other uses of SI.
2945   BasicBlock::iterator BBI = &I, BBFront = I.getParent()->begin();
2946   
2947   while (BBI != BBFront) {
2948     --BBI;
2949     // If we found a call to a function, we can't assume it will return, so
2950     // information from below it cannot be propagated above it.
2951     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<IntrinsicInst>(BBI))
2952       break;
2953     
2954     // Replace uses of the select or its condition with the known values.
2955     for (Instruction::op_iterator I = BBI->op_begin(), E = BBI->op_end();
2956          I != E; ++I) {
2957       if (*I == SI) {
2958         *I = SI->getOperand(NonNullOperand);
2959         Worklist.Add(BBI);
2960       } else if (*I == SelectCond) {
2961         *I = NonNullOperand == 1 ? ConstantInt::getTrue(*Context) :
2962                                    ConstantInt::getFalse(*Context);
2963         Worklist.Add(BBI);
2964       }
2965     }
2966     
2967     // If we past the instruction, quit looking for it.
2968     if (&*BBI == SI)
2969       SI = 0;
2970     if (&*BBI == SelectCond)
2971       SelectCond = 0;
2972     
2973     // If we ran out of things to eliminate, break out of the loop.
2974     if (SelectCond == 0 && SI == 0)
2975       break;
2976     
2977   }
2978   return true;
2979 }
2980
2981
2982 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2983 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2984 /// used by the visitors to those instructions.
2985 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2986 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2987   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2988
2989   // undef / X -> 0        for integer.
2990   // undef / X -> undef    for FP (the undef could be a snan).
2991   if (isa<UndefValue>(Op0)) {
2992     if (Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2993       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2994     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2995   }
2996
2997   // X / undef -> undef
2998   if (isa<UndefValue>(Op1))
2999     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3000
3001   return 0;
3002 }
3003
3004 /// This function implements the transforms common to both integer division
3005 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
3006 /// division instructions.
3007 /// @brief Common integer divide transforms
3008 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
3009   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3010
3011   // (sdiv X, X) --> 1     (udiv X, X) --> 1
3012   if (Op0 == Op1) {
3013     if (const VectorType *Ty = dyn_cast<VectorType>(I.getType())) {
3014       Constant *CI = ConstantInt::get(Ty->getElementType(), 1);
3015       std::vector<Constant*> Elts(Ty->getNumElements(), CI);
3016       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantVector::get(Elts));
3017     }
3018
3019     Constant *CI = ConstantInt::get(I.getType(), 1);
3020     return ReplaceInstUsesWith(I, CI);
3021   }
3022   
3023   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
3024     return Common;
3025   
3026   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
3027   // This does not apply for fdiv.
3028   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
3029     return &I;
3030
3031   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3032     // div X, 1 == X
3033     if (RHS->equalsInt(1))
3034       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3035
3036     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
3037     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
3038       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
3039         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
3040           if (MultiplyOverflows(RHS, LHSRHS,
3041                                 I.getOpcode()==Instruction::SDiv))
3042             return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3043           else 
3044             return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
3045                                       ConstantExpr::getMul(RHS, LHSRHS));
3046         }
3047
3048     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
3049       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3050         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3051           return R;
3052       if (isa<PHINode>(Op0))
3053         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3054           return NV;
3055     }
3056   }
3057
3058   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
3059   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
3060     if (LHS->equalsInt(0))
3061       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3062
3063   // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
3064   if (I.getType() == Type::getInt1Ty(*Context))
3065     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3066
3067   if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3068     if (ConstantInt *X = cast_or_null<ConstantInt>(Op1V->getSplatValue()))
3069       // div X, 1 == X
3070       if (X->isOne())
3071         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3072   }
3073
3074   return 0;
3075 }
3076
3077 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
3078   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3079
3080   // Handle the integer div common cases
3081   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
3082     return Common;
3083
3084   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3085     // X udiv C^2 -> X >> C
3086     // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
3087     // if so, convert to a right shift.
3088     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
3089       return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, 
3090             ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
3091
3092     // X udiv C, where C >= signbit
3093     if (C->getValue().isNegative()) {
3094       Value *IC = Builder->CreateICmpULT( Op0, C);
3095       return SelectInst::Create(IC, Constant::getNullValue(I.getType()),
3096                                 ConstantInt::get(I.getType(), 1));
3097     }
3098   }
3099
3100   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
3101   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
3102     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3103         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3104       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
3105       if (C1.isPowerOf2()) {
3106         Value *N = RHSI->getOperand(1);
3107         const Type *NTy = N->getType();
3108         if (uint32_t C2 = C1.logBase2())
3109           N = Builder->CreateAdd(N, ConstantInt::get(NTy, C2), "tmp");
3110         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
3111       }
3112     }
3113   }
3114   
3115   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
3116   // where C1&C2 are powers of two.
3117   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
3118     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3119       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
3120         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
3121         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
3122           // Compute the shift amounts
3123           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
3124           // Construct the "on true" case of the select
3125           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
3126           Value *TSI = Builder->CreateLShr(Op0, TC, SI->getName()+".t");
3127   
3128           // Construct the "on false" case of the select
3129           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
3130           Value *FSI = Builder->CreateLShr(Op0, FC, SI->getName()+".f");
3131
3132           // construct the select instruction and return it.
3133           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
3134         }
3135       }
3136   return 0;
3137 }
3138
3139 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
3140   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3141
3142   // Handle the integer div common cases
3143   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
3144     return Common;
3145
3146   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3147     // sdiv X, -1 == -X
3148     if (RHS->isAllOnesValue())
3149       return BinaryOperator::CreateNeg(Op0);
3150
3151     // sdiv X, C  -->  ashr X, log2(C)
3152     if (cast<SDivOperator>(&I)->isExact() &&
3153         RHS->getValue().isNonNegative() &&
3154         RHS->getValue().isPowerOf2()) {
3155       Value *ShAmt = llvm::ConstantInt::get(RHS->getType(),
3156                                             RHS->getValue().exactLogBase2());
3157       return BinaryOperator::CreateAShr(Op0, ShAmt, I.getName());
3158     }
3159
3160     // -X/C  -->  X/-C  provided the negation doesn't overflow.
3161     if (SubOperator *Sub = dyn_cast<SubOperator>(Op0))
3162       if (isa<Constant>(Sub->getOperand(0)) &&
3163           cast<Constant>(Sub->getOperand(0))->isNullValue() &&
3164           Sub->hasNoSignedWrap())
3165         return BinaryOperator::CreateSDiv(Sub->getOperand(1),
3166                                           ConstantExpr::getNeg(RHS));
3167   }
3168
3169   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3170   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
3171   if (I.getType()->isInteger()) {
3172     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3173     if (MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3174       if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask)) {
3175         // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
3176         return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
3177       }
3178       ConstantInt *ShiftedInt;
3179       if (match(Op1, m_Shl(m_ConstantInt(ShiftedInt), m_Value())) &&
3180           ShiftedInt->getValue().isPowerOf2()) {
3181         // X sdiv (1 << Y) -> X udiv (1 << Y) ( -> X u>> Y)
3182         // Safe because the only negative value (1 << Y) can take on is
3183         // INT_MIN, and X sdiv INT_MIN == X udiv INT_MIN == 0 if X doesn't have
3184         // the sign bit set.
3185         return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
3186       }
3187     }
3188   }
3189   
3190   return 0;
3191 }
3192
3193 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
3194   return commonDivTransforms(I);
3195 }
3196
3197 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
3198 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
3199 /// is used by the visitors to those instructions.
3200 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
3201 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3202   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3203
3204   if (isa<UndefValue>(Op0)) {             // undef % X -> 0
3205     if (I.getType()->isFPOrFPVector())
3206       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X % undef -> undef (could be SNaN)
3207     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3208   }
3209   if (isa<UndefValue>(Op1))
3210     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
3211
3212   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
3213   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
3214     return &I;
3215
3216   return 0;
3217 }
3218
3219 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
3220 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
3221 /// remainder instructions.
3222 /// @brief Common integer remainder transforms
3223 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3224   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3225
3226   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
3227     return common;
3228
3229   // 0 % X == 0 for integer, we don't need to preserve faults!
3230   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
3231     if (LHS->isNullValue())
3232       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3233
3234   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3235     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
3236     if (RHS->equalsInt(0))
3237       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
3238     
3239     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
3240       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3241
3242     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
3243       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
3244         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3245           return R;
3246       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
3247         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3248           return NV;
3249       }
3250
3251       // See if we can fold away this rem instruction.
3252       if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
3253         return &I;
3254     }
3255   }
3256
3257   return 0;
3258 }
3259
3260 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
3261   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3262
3263   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3264     return common;
3265   
3266   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3267     // X urem C^2 -> X and C
3268     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
3269     // if so, convert to a bitwise and.
3270     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3271       if (C->getValue().isPowerOf2())
3272         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(C));
3273   }
3274
3275   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
3276     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
3277     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3278         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3279       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
3280         Constant *N1 = Constant::getAllOnesValue(I.getType());
3281         Value *Add = Builder->CreateAdd(RHSI, N1, "tmp");
3282         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
3283       }
3284     }
3285   }
3286
3287   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
3288   // where C1&C2 are powers of two.
3289   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
3290     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3291       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
3292         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
3293         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
3294             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
3295           Value *TrueAnd = Builder->CreateAnd(Op0, SubOne(STO),
3296                                               SI->getName()+".t");
3297           Value *FalseAnd = Builder->CreateAnd(Op0, SubOne(SFO),
3298                                                SI->getName()+".f");
3299           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
3300         }
3301       }
3302   }
3303   
3304   return 0;
3305 }
3306
3307 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
3308   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3309
3310   // Handle the integer rem common cases
3311   if (Instruction *Common = commonIRemTransforms(I))
3312     return Common;
3313   
3314   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
3315     if (!isa<Constant>(RHSNeg) ||
3316         (isa<ConstantInt>(RHSNeg) &&
3317          cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive())) {
3318       // X % -Y -> X % Y
3319       Worklist.AddValue(I.getOperand(1));
3320       I.setOperand(1, RHSNeg);
3321       return &I;
3322     }
3323
3324   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3325   // unsigned inputs), turn this into a urem.
3326   if (I.getType()->isInteger()) {
3327     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3328     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3329       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
3330       return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1, I.getName());
3331     }
3332   }
3333
3334   // If it's a constant vector, flip any negative values positive.
3335   if (ConstantVector *RHSV = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3336     unsigned VWidth = RHSV->getNumOperands();
3337
3338     bool hasNegative = false;
3339     for (unsigned i = 0; !hasNegative && i != VWidth; ++i)
3340       if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHSV->getOperand(i)))
3341         if (RHS->getValue().isNegative())
3342           hasNegative = true;
3343
3344     if (hasNegative) {
3345       std::vector<Constant *> Elts(VWidth);
3346       for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i) {
3347         if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHSV->getOperand(i))) {
3348           if (RHS->getValue().isNegative())
3349             Elts[i] = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RHS));
3350           else
3351             Elts[i] = RHS;
3352         }
3353       }
3354
3355       Constant *NewRHSV = ConstantVector::get(Elts);
3356       if (NewRHSV != RHSV) {
3357         Worklist.AddValue(I.getOperand(1));
3358         I.setOperand(1, NewRHSV);
3359         return &I;
3360       }
3361     }
3362   }
3363
3364   return 0;
3365 }
3366
3367 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
3368   return commonRemTransforms(I);
3369 }
3370
3371 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
3372 // constant.
3373 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
3374   return CI->getValue().isPowerOf2();
3375 }
3376
3377 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
3378 // This is the same as lowones(~X).
3379 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
3380   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
3381 }
3382
3383 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
3384 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
3385 ///
3386 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
3387 ///
3388 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
3389 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
3390 ///
3391 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
3392 ///   0  A > B
3393 ///   1  A == B
3394 ///   2  A < B
3395 ///
3396 /// <=>  Value  Definition
3397 /// 000     0   Always false
3398 /// 001     1   A >  B
3399 /// 010     2   A == B
3400 /// 011     3   A >= B
3401 /// 100     4   A <  B
3402 /// 101     5   A != B
3403 /// 110     6   A <= B
3404 /// 111     7   Always true
3405 ///  
3406 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
3407   switch (ICI->getPredicate()) {
3408     // False -> 0
3409   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
3410   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
3411   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
3412   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
3413   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
3414   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
3415   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
3416   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
3417   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
3418   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
3419     // True -> 7
3420   default:
3421     llvm_unreachable("Invalid ICmp predicate!");
3422     return 0;
3423   }
3424 }
3425
3426 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
3427 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
3428 /// predicate by reference.
3429 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
3430   isOrdered = false;
3431   switch (CC) {
3432   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
3433   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
3434   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
3435   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
3436   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
3437   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
3438   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
3439   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
3440   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
3441   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
3442   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
3443   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
3444   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
3445   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
3446     // True -> 7
3447   default:
3448     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
3449     llvm_unreachable("Unexpected FCmp predicate!");
3450     return 0;
3451   }
3452 }
3453
3454 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
3455 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
3456 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
3457 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
3458 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS,
3459                            LLVMContext *Context) {
3460   switch (code) {
3461   default: llvm_unreachable("Illegal ICmp code!");
3462   case  0: return ConstantInt::getFalse(*Context);
3463   case  1: 
3464     if (sign)
3465       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
3466     else
3467       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
3468   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
3469   case  3: 
3470     if (sign)
3471       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
3472     else
3473       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
3474   case  4: 
3475     if (sign)
3476       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
3477     else
3478       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
3479   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
3480   case  6: 
3481     if (sign)
3482       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
3483     else
3484       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
3485   case  7: return ConstantInt::getTrue(*Context);
3486   }
3487 }
3488
3489 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
3490 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
3491 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
3492 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
3493                            Value *LHS, Value *RHS, LLVMContext *Context) {
3494   switch (code) {
3495   default: llvm_unreachable("Illegal FCmp code!");
3496   case  0:
3497     if (isordered)
3498       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS, RHS);
3499     else
3500       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS, RHS);
3501   case  1: 
3502     if (isordered)
3503       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGT, LHS, RHS);
3504     else
3505       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGT, LHS, RHS);
3506   case  2: 
3507     if (isordered)
3508       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OEQ, LHS, RHS);
3509     else
3510       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UEQ, LHS, RHS);
3511   case  3: 
3512     if (isordered)
3513       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGE, LHS, RHS);
3514     else
3515       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGE, LHS, RHS);
3516   case  4: 
3517     if (isordered)
3518       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLT, LHS, RHS);
3519     else
3520       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULT, LHS, RHS);
3521   case  5: 
3522     if (isordered)
3523       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ONE, LHS, RHS);
3524     else
3525       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNE, LHS, RHS);
3526   case  6: 
3527     if (isordered)
3528       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLE, LHS, RHS);
3529     else
3530       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULE, LHS, RHS);
3531   case  7: return ConstantInt::getTrue(*Context);
3532   }
3533 }
3534
3535 /// PredicatesFoldable - Return true if both predicates match sign or if at
3536 /// least one of them is an equality comparison (which is signless).
3537 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
3538   return (CmpInst::isSigned(p1) == CmpInst::isSigned(p2)) ||
3539          (CmpInst::isSigned(p1) && ICmpInst::isEquality(p2)) ||
3540          (CmpInst::isSigned(p2) && ICmpInst::isEquality(p1));
3541 }
3542
3543 namespace { 
3544 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3545 struct FoldICmpLogical {
3546   InstCombiner &IC;
3547   Value *LHS, *RHS;
3548   ICmpInst::Predicate pred;
3549   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3550     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3551       pred(ICI->getPredicate()) {}
3552   bool shouldApply(Value *V) const {
3553     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3554       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3555         return ((ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS) ||
3556                 (ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS));
3557     return false;
3558   }
3559   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3560     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3561     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3562       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3563       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3564     }
3565
3566     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3567     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3568     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3569     unsigned Code;
3570     switch (Log.getOpcode()) {
3571     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3572     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3573     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3574     default: llvm_unreachable("Illegal logical opcode!"); return 0;
3575     }
3576
3577     bool isSigned = RHSICI->isSigned() || ICI->isSigned();
3578     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS, IC.getContext());
3579     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3580       return I;
3581     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3582     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3583   }
3584 };
3585 } // end anonymous namespace
3586
3587 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3588 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3589 // guaranteed to be a binary operator.
3590 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3591                                     ConstantInt *OpRHS,
3592                                     ConstantInt *AndRHS,
3593                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3594   Value *X = Op->getOperand(0);
3595   Constant *Together = 0;
3596   if (!Op->isShift())
3597     Together = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, OpRHS);
3598
3599   switch (Op->getOpcode()) {
3600   case Instruction::Xor:
3601     if (Op->hasOneUse()) {
3602       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3603       Value *And = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
3604       And->takeName(Op);
3605       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
3606     }
3607     break;
3608   case Instruction::Or:
3609     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3610       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3611
3612     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3613       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3614       Value *Or = Builder->CreateOr(X, Together);
3615       Or->takeName(Op);
3616       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
3617     }
3618     break;
3619   case Instruction::Add:
3620     if (Op->hasOneUse()) {
3621       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3622       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3623       // single bit constant.
3624       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3625
3626       // If there is only one bit set...
3627       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3628         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3629         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3630         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3631         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3632
3633         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3634         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3635           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3636           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3637           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3638           // no effect.
3639           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3640             TheAnd.setOperand(0, X);
3641             return &TheAnd;
3642           } else {
3643             // Pull the XOR out of the AND.
3644             Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
3645             NewAnd->takeName(Op);
3646             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
3647           }
3648         }
3649       }
3650     }
3651     break;
3652
3653   case Instruction::Shl: {
3654     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3655     // the anded constant includes them, clear them now!
3656     //
3657     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3658     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3659     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3660     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(*Context, AndRHS->getValue() & ShlMask);
3661
3662     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3663     // Masking out bits that the shift already masks
3664       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3665     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3666       TheAnd.setOperand(1, CI);
3667       return &TheAnd;
3668     }
3669     break;
3670   }
3671   case Instruction::LShr:
3672   {
3673     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3674     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3675     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3676     //
3677     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3678     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3679     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3680     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(*Context, AndRHS->getValue() & ShrMask);
3681
3682     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3683     // Masking out bits that the shift already masks.
3684       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3685     } else if (CI != AndRHS) {
3686       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3687       return &TheAnd;
3688     }
3689     break;
3690   }
3691   case Instruction::AShr:
3692     // Signed shr.
3693     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3694     // with an and.
3695     if (Op->hasOneUse()) {
3696       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3697       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3698       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3699       Constant *C = ConstantInt::get(*Context, AndRHS->getValue() & ShrMask);
3700       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3701         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3702         // Make the argument unsigned.
3703         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3704         ShVal = Builder->CreateLShr(ShVal, OpRHS, Op->getName());
3705         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3706       }
3707     }
3708     break;
3709   }
3710   return 0;
3711 }
3712
3713
3714 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3715 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3716 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3717 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3718 /// insert new instructions.
3719 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3720                                            bool isSigned, bool Inside, 
3721                                            Instruction &IB) {
3722   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3723             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3724          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3725     
3726   if (Inside) {
3727     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3728       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3729
3730     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3731     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3732       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3733         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3734       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3735     }
3736
3737     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3738     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3739     Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3740     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3741     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3742   }
3743
3744   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3745     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3746
3747   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3748   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3749   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3750     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3751         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3752     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3753   }
3754
3755   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3756   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3757   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3758   Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3759   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3760   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3761 }
3762
3763 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3764 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3765 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3766 // not, since all 1s are not contiguous.
3767 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3768   const APInt& V = Val->getValue();
3769   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3770   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3771
3772   // look for the first zero bit after the run of ones
3773   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3774   // look for the first non-zero bit
3775   ME = V.getActiveBits(); 
3776   return true;
3777 }
3778
3779 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3780 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3781 /// the following xforms:
3782 /// 
3783 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3784 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3785 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3786 ///
3787 /// return (A +/- B).
3788 ///
3789 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3790                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3791                                         Instruction &I) {
3792   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3793   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3794       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3795
3796   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3797
3798   switch (LHSI->getOpcode()) {
3799   default: return 0;
3800   case Instruction::And:
3801     if (ConstantExpr::getAnd(N, Mask) == Mask) {
3802       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3803       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3804            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3805           Mask->getValue().getBitWidth())
3806         break;
3807
3808       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3809       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3810       // is all N is, ignore it.
3811       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3812       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3813         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3814         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3815         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3816           break;
3817       }
3818     }
3819     return 0;
3820   case Instruction::Or:
3821   case Instruction::Xor:
3822     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3823     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3824          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3825         && ConstantExpr::getAnd(N, Mask)->isNullValue())
3826       break;
3827     return 0;
3828   }
3829   
3830   if (isSub)
3831     return Builder->CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3832   return Builder->CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3833 }
3834
3835 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
3836 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfICmps(Instruction &I,
3837                                           ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
3838   Value *Val, *Val2;
3839   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3840   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3841   
3842   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
3843   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val),
3844                          m_ConstantInt(LHSCst))) ||
3845       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2),
3846                          m_ConstantInt(RHSCst))))
3847     return 0;
3848   
3849   // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
3850   // where C is a power of 2
3851   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC && LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
3852       LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
3853     Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
3854     return new ICmpInst(LHSCC, NewOr, LHSCst);
3855   }
3856   
3857   // From here on, we only handle:
3858   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
3859   if (Val != Val2) return 0;
3860   
3861   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
3862   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3863       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3864       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
3865       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
3866     return 0;
3867   
3868   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
3869   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
3870     return 0;
3871     
3872   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3873   bool ShouldSwap;
3874   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
3875       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
3876        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
3877     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
3878   else
3879     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
3880     
3881   if (ShouldSwap) {
3882     std::swap(LHS, RHS);
3883     std::swap(LHSCst, RHSCst);
3884     std::swap(LHSCC, RHSCC);
3885   }
3886
3887   // At this point, we know we have have two icmp instructions
3888   // comparing a value against two constants and and'ing the result
3889   // together.  Because of the above check, we know that we only have
3890   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3891   // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3892   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3893   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3894
3895   switch (LHSCC) {
3896   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3897   case ICmpInst::ICMP_EQ:
3898     switch (RHSCC) {
3899     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3900     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3901     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3902     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3903       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
3904     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3905     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3906     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3907       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3908     }
3909   case ICmpInst::ICMP_NE:
3910     switch (RHSCC) {
3911     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3912     case ICmpInst::ICMP_ULT:
3913       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3914         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Val, LHSCst);
3915       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3916     case ICmpInst::ICMP_SLT:
3917       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3918         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Val, LHSCst);
3919       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3920     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3921     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3922     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3923       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3924     case ICmpInst::ICMP_NE:
3925       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3926         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3927         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
3928         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3929                             ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3930       }
3931       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3932     }
3933     break;
3934   case ICmpInst::ICMP_ULT:
3935     switch (RHSCC) {
3936     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3937     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3938     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3939       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
3940     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3941       break;
3942     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3943     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3944       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3945     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3946       break;
3947     }
3948     break;
3949   case ICmpInst::ICMP_SLT:
3950     switch (RHSCC) {
3951     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3952     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3953     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3954       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
3955     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3956       break;
3957     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3958     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3959       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3960     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3961       break;
3962     }
3963     break;
3964   case ICmpInst::ICMP_UGT:
3965     switch (RHSCC) {
3966     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3967     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
3968     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3969       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3970     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3971       break;
3972     case ICmpInst::ICMP_NE:
3973       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3974         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
3975       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3976     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
3977       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst),
3978                              RHSCst, false, true, I);
3979     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3980       break;
3981     }
3982     break;
3983   case ICmpInst::ICMP_SGT:
3984     switch (RHSCC) {
3985     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
3986     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
3987     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3988       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3989     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3990       break;
3991     case ICmpInst::ICMP_NE:
3992       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3993         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
3994       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3995     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
3996       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst),
3997                              RHSCst, true, true, I);
3998     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3999       break;
4000     }
4001     break;
4002   }
4003  
4004   return 0;
4005 }
4006
4007 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS,
4008                                           FCmpInst *RHS) {
4009   
4010   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
4011       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
4012     // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
4013     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4014       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4015         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4016         // false.
4017         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4018           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
4019         return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD,
4020                             LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4021       }
4022     
4023     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
4024     // "fcmp ord x,x" is "fcmp ord x, 0".
4025     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
4026         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
4027       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD,
4028                           LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4029     return 0;
4030   }
4031   
4032   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
4033   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
4034   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
4035   
4036   
4037   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4038     // Swap RHS operands to match LHS.
4039     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4040     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4041   }
4042   
4043   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4044     // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
4045     if (Op0CC == Op1CC)
4046       return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
4047     
4048     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4049       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
4050     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4051       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4052     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4053       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4054     
4055     bool Op0Ordered;
4056     bool Op1Ordered;
4057     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4058     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4059     if (Op1Pred == 0) {
4060       std::swap(LHS, RHS);
4061       std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
4062       std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
4063     }
4064     if (Op0Pred == 0) {
4065       // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> ueq
4066       // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
4067       if (Op0Ordered == Op1Ordered)
4068         return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4069       
4070       // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
4071       // uno && ord -> false
4072       if (!Op0Ordered)
4073         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
4074       // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
4075       return cast<Instruction>(getFCmpValue(true, Op1Pred,
4076                                             Op0LHS, Op0RHS, Context));
4077     }
4078   }
4079
4080   return 0;
4081 }
4082
4083
4084 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
4085   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4086   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4087
4088   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
4089     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4090
4091   // and X, X = X
4092   if (Op0 == Op1)
4093     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4094
4095   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4096   // purpose is to compute bits we don't care about.
4097   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
4098     return &I;
4099   if (isa<VectorType>(I.getType())) {
4100     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4101       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
4102         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
4103     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4104       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
4105     }
4106   }
4107
4108   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4109     const APInt &AndRHSMask = AndRHS->getValue();
4110     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
4111
4112     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
4113     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4114       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
4115       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
4116       switch (Op0I->getOpcode()) {
4117       default: break;
4118       case Instruction::Xor:
4119       case Instruction::Or:
4120         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
4121         if (!Op0I->hasOneUse()) break;
4122           
4123         if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
4124           // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
4125           Value *NewRHS = Builder->CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
4126                                              Op0RHS->getName()+".masked");
4127           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
4128         }
4129         if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
4130             MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
4131           // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
4132           Value *NewLHS = Builder->CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
4133                                              Op0LHS->getName()+".masked");
4134           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
4135         }
4136
4137         break;
4138       case Instruction::Add:
4139         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
4140         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4141         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4142         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
4143           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
4144         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
4145           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
4146         break;
4147
4148       case Instruction::Sub:
4149         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
4150         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4151         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4152         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
4153           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
4154
4155         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
4156         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
4157         if (Op0I->hasOneUse()) {
4158           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
4159           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
4160           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
4161
4162           ConstantInt *A = dyn_cast<ConstantInt>(Op0LHS);
4163           if (!(A && A->isZero()) &&               // avoid infinite recursion.
4164               MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
4165             Value *NewNeg = Builder->CreateNeg(Op0RHS);
4166             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
4167           }
4168         }
4169         break;
4170
4171       case Instruction::Shl:
4172       case Instruction::LShr:
4173         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
4174         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
4175         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
4176           Value *NewICmp =
4177             Builder->CreateICmpEQ(Op0RHS, Constant::getNullValue(I.getType()));
4178           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
4179         }
4180         break;
4181       }
4182
4183       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
4184         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
4185           return Res;
4186     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4187       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
4188       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
4189       // frequently occurs for bitfield accesses.
4190       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
4191         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
4192             CastOp->getNumOperands() == 2)
4193           if (ConstantInt *AndCI =dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))){
4194             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
4195               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
4196               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
4197               // This will fold the two constants together, which may allow 
4198               // other simplifications.
4199               Value *NewCast = Builder->CreateTruncOrBitCast(
4200                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
4201                 CastOp->getName()+".shrunk");
4202               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
4203               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
4204               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
4205               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
4206             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
4207               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
4208               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
4209               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
4210               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)
4211                 // trunc(C1)&C2
4212                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
4213             }
4214           }
4215       }
4216     }
4217
4218     // Try to fold constant and into select arguments.
4219     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4220       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4221         return R;
4222     if (isa<PHINode>(Op0))
4223       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4224         return NV;
4225   }
4226
4227   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
4228   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
4229
4230   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
4231     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4232
4233   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
4234   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4235     Value *Or = Builder->CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
4236                                   I.getName()+".demorgan");
4237     return BinaryOperator::CreateNot(Or);
4238   }
4239   
4240   {
4241     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
4242     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4243       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
4244         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4245     
4246       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
4247       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
4248         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
4249           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4250       }
4251     }
4252     
4253     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4254       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
4255         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4256
4257       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
4258       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
4259         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
4260           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4261       }
4262     }
4263     
4264     if (Op0->hasOneUse() &&
4265         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4266       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
4267         I.swapOperands();     // Simplify below
4268         std::swap(Op0, Op1);
4269       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
4270         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
4271         I.swapOperands();     // Simplify below
4272         std::swap(Op0, Op1);
4273       }
4274     }
4275
4276     if (Op1->hasOneUse() &&
4277         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4278       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
4279         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
4280         std::swap(A, B);
4281       }
4282       if (A == Op0)                                // A&(A^B) -> A & ~B
4283         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(B, "tmp"));
4284     }
4285
4286     // (A&((~A)|B)) -> A&B
4287     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
4288         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
4289       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
4290     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
4291         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
4292       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
4293   }
4294   
4295   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
4296     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4297     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4298       return R;
4299
4300     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4301       if (Instruction *Res = FoldAndOfICmps(I, LHS, RHS))
4302         return Res;
4303   }
4304
4305   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
4306   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
4307     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4308       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
4309         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4310         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
4311             SrcTy->isIntOrIntVector() &&
4312             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4313             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4314                               I.getType(), TD) &&
4315             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4316                               I.getType(), TD)) {
4317           Value *NewOp = Builder->CreateAnd(Op0C->getOperand(0),
4318                                             Op1C->getOperand(0), I.getName());
4319           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4320         }
4321       }
4322     
4323   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
4324   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4325     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4326       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4327           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4328           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4329         Value *NewOp =
4330           Builder->CreateAnd(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
4331                              SI0->getName());
4332         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4333                                       SI1->getOperand(1));
4334       }
4335   }
4336
4337   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
4338   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4339     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
4340       if (Instruction *Res = FoldAndOfFCmps(I, LHS, RHS))
4341         return Res;
4342   }
4343
4344   return Changed ? &I : 0;
4345 }
4346
4347 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
4348 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
4349 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
4350 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
4351 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
4352 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
4353 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
4354 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
4355 /// match.
4356 ///
4357 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
4358 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
4359 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
4360 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
4361 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
4362 /// byte of ByteValues is actually being set.
4363 ///
4364 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
4365 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
4366 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
4367 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
4368 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
4369 ///
4370 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
4371                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
4372   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
4373     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
4374     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4375       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
4376                                ByteValues) ||
4377              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
4378                                ByteValues);
4379     }
4380   
4381     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
4382     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
4383     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4384       unsigned ShAmt = 
4385         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
4386       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
4387       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
4388         return true;
4389
4390       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
4391       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
4392         // X << 2 -> collect(X, +2)
4393         OverallLeftShift += ByteShift;
4394         ByteMask >>= ByteShift;
4395       } else {
4396         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
4397         OverallLeftShift -= ByteShift;
4398         ByteMask <<= ByteShift;
4399         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
4400       }
4401
4402       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
4403       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
4404
4405       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4406                                ByteValues);
4407     }
4408
4409     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
4410     // corresponding bytes in ByteMask.
4411     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
4412         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4413       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
4414       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
4415       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
4416       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
4417       
4418       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
4419         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
4420         // the and mask is.
4421         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
4422           continue;
4423         
4424         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
4425         APInt MaskB = AndMask & Byte;
4426         if (MaskB == 0) {
4427           ByteMask &= ~(1U << i);
4428           continue;
4429         }
4430         
4431         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
4432         if (MaskB != Byte)
4433           return true;
4434
4435         // Otherwise, this byte is kept.
4436       }
4437
4438       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4439                                ByteValues);
4440     }
4441   }
4442   
4443   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
4444   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
4445   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
4446   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
4447   // their ultimate destination.
4448   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
4449   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
4450   
4451   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
4452   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
4453   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
4454   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
4455   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
4456   // low part, it must be shifted left.
4457   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
4458   if (InputByteNo < ByteValues.size()/2) {
4459     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4460       return true;
4461   } else {
4462     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4463       return true;
4464   }
4465   
4466   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
4467   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
4468   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
4469     return true;
4470   ByteValues[DestByteNo] = V;
4471   return false;
4472 }
4473
4474 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
4475 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
4476 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
4477   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
4478   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 || 
4479       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
4480       ITy->getBitWidth() > 32*8) 
4481     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
4482   
4483   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
4484   /// defines each byte.
4485   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
4486   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
4487     
4488   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
4489   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
4490   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
4491     return 0;
4492   
4493   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
4494   Value *V = ByteValues[0];
4495   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
4496   
4497   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
4498   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
4499     if (ByteValues[i] != V)
4500       return 0;
4501   const Type *Tys[] = { ITy };
4502   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
4503   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
4504   return CallInst::Create(F, V);
4505 }
4506
4507 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
4508 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
4509 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
4510 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
4511                                          Value *C, Value *D,
4512                                          LLVMContext *Context) {
4513   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
4514   Value *Cond = 0;
4515   if (!match(A, m_SelectCst<-1, 0>(m_Value(Cond))))
4516     return 0;
4517
4518   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
4519   if (match(D, m_SelectCst<0, -1>(m_Specific(Cond))))
4520     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4521   if (match(D, m_Not(m_SelectCst<-1, 0>(m_Specific(Cond)))))
4522     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4523   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
4524   if (match(B, m_SelectCst<0, -1>(m_Specific(Cond))))
4525     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4526   if (match(B, m_Not(m_SelectCst<-1, 0>(m_Specific(Cond)))))
4527     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4528   return 0;
4529 }
4530
4531 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
4532 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfICmps(Instruction &I,
4533                                          ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
4534   Value *Val, *Val2;
4535   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4536   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4537   
4538   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
4539   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val),
4540              m_ConstantInt(LHSCst))) ||
4541       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2),
4542              m_ConstantInt(RHSCst))))
4543     return 0;
4544   
4545   // From here on, we only handle:
4546   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
4547   if (Val != Val2) return 0;
4548   
4549   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
4550   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4551       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4552       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
4553       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
4554     return 0;
4555   
4556   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4557   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
4558     return 0;
4559   
4560   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4561   bool ShouldSwap;
4562   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
4563       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
4564        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
4565     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4566   else
4567     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4568   
4569   if (ShouldSwap) {
4570     std::swap(LHS, RHS);
4571     std::swap(LHSCst, RHSCst);
4572     std::swap(LHSCC, RHSCC);
4573   }
4574   
4575   // At this point, we know we have have two icmp instructions
4576   // comparing a value against two constants and or'ing the result
4577   // together.  Because of the above check, we know that we only have
4578   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4579   // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4580   // equal.
4581   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4582
4583   switch (LHSCC) {
4584   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4585   case ICmpInst::ICMP_EQ:
4586     switch (RHSCC) {
4587     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4588     case ICmpInst::ICMP_EQ:
4589       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {
4590         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4591         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
4592         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
4593         AddCST = ConstantExpr::getSub(AddOne(RHSCst), LHSCst);
4594         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4595       }
4596       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4597     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4598     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4599       break;
4600     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4601     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4602     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4603       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4604     }
4605     break;
4606   case ICmpInst::ICMP_NE:
4607     switch (RHSCC) {
4608     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4609     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4610     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4611     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4612       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4613     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4614     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4615     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4616       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
4617     }
4618     break;
4619   case ICmpInst::ICMP_ULT:
4620     switch (RHSCC) {
4621     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4622     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4623       break;
4624     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
4625       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4626       // this can cause overflow.
4627       if (RHSCst->isMaxValue(false))
4628         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4629       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst),
4630                              false, false, I);
4631     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4632       break;
4633     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4634     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4635       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4636     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4637       break;
4638     }
4639     break;
4640   case ICmpInst::ICMP_SLT:
4641     switch (RHSCC) {
4642     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4643     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4644       break;
4645     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
4646       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4647       // this can cause overflow.
4648       if (RHSCst->isMaxValue(true))
4649         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4650       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst),
4651                              true, false, I);
4652     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4653       break;
4654     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4655     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4656       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4657     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4658       break;
4659     }
4660     break;
4661   case ICmpInst::ICMP_UGT:
4662     switch (RHSCC) {
4663     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4664     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4665     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4666       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4667     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4668       break;
4669     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4670     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4671       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
4672     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4673       break;
4674     }
4675     break;
4676   case ICmpInst::ICMP_SGT:
4677     switch (RHSCC) {
4678     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4679     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4680     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4681       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4682     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4683       break;
4684     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4685     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4686       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
4687     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4688       break;
4689     }
4690     break;
4691   }
4692   return 0;
4693 }
4694
4695 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS,
4696                                          FCmpInst *RHS) {
4697   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4698       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO && 
4699       LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
4700     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4701       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4702         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4703         // true.
4704         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4705           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
4706         
4707         // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4708         // rest.
4709         return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO,
4710                             LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4711       }
4712     
4713     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
4714     // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
4715     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
4716         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
4717       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO,
4718                           LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4719     
4720     return 0;
4721   }
4722   
4723   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
4724   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
4725   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
4726   
4727   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4728     // Swap RHS operands to match LHS.
4729     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4730     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4731   }
4732   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4733     // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
4734     if (Op0CC == Op1CC)
4735       return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC,
4736                           Op0LHS, Op0RHS);
4737     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4738       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
4739     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4740       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4741     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4742       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4743     bool Op0Ordered;
4744     bool Op1Ordered;
4745     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4746     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4747     if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
4748       // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
4749       // or'ed predicates.
4750       Value *RV = getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred,
4751                                Op0LHS, Op0RHS, Context);
4752       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
4753         return I;
4754       // Otherwise, it's a constant boolean value...
4755       return ReplaceInstUsesWith(I, RV);
4756     }
4757   }
4758   return 0;
4759 }
4760
4761 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
4762 ///
4763 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
4764 ///
4765 /// into:
4766 /// 
4767 ///     (A & C1) | B
4768 ///
4769 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
4770 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
4771                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
4772   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4773   if (!CI1) return 0;
4774
4775   Value *V1 = 0;
4776   ConstantInt *CI2 = 0;
4777   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)))) return 0;
4778
4779   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
4780   if (!Xor.isAllOnesValue()) return 0;
4781
4782   if (V1 == A || V1 == B) {
4783     Value *NewOp = Builder->CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1);
4784     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
4785   }
4786
4787   return 0;
4788 }
4789
4790 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
4791   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4792   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4793
4794   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
4795     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4796
4797   // or X, X = X
4798   if (Op0 == Op1)
4799     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4800
4801   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4802   // purpose is to compute bits we don't care about.
4803   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
4804     return &I;
4805   if (isa<VectorType>(I.getType())) {
4806     if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4807       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
4808     } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4809       if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
4810         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
4811     }
4812   }
4813
4814   // or X, -1 == -1
4815   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4816     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
4817     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
4818     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
4819         isOnlyUse(Op0)) {
4820       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
4821       Or->takeName(Op0);
4822       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, 
4823                ConstantInt::get(*Context, RHS->getValue() | C1->getValue()));
4824     }
4825
4826     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
4827     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
4828         isOnlyUse(Op0)) {
4829       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
4830       Or->takeName(Op0);
4831       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
4832                  ConstantInt::get(*Context, C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
4833     }
4834
4835     // Try to fold constant and into select arguments.
4836     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4837       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4838         return R;
4839     if (isa<PHINode>(Op0))
4840       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4841         return NV;
4842   }
4843
4844   Value *A = 0, *B = 0;
4845   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
4846
4847   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4848     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
4849       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4850   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4851     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
4852       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4853
4854   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
4855   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
4856   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4857       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4858       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
4859        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
4860     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
4861       return BSwap;
4862   }
4863   
4864   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4865   if (Op0->hasOneUse() &&
4866       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4867       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
4868     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op1);
4869     NOr->takeName(Op0);
4870     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4871   }
4872
4873   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4874   if (Op1->hasOneUse() &&
4875       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4876       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
4877     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op0);
4878     NOr->takeName(Op0);
4879     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4880   }
4881
4882   // (A & C)|(B & D)
4883   Value *C = 0, *D = 0;
4884   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
4885       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
4886     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
4887     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4888     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
4889     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
4890       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
4891       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
4892       // replace with V+N.
4893       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
4894         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
4895             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4896           // Add commutes, try both ways.
4897           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
4898             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4899           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
4900             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4901         }
4902         // Or commutes, try both ways.
4903         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
4904             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4905           // Add commutes, try both ways.
4906           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
4907             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4908           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
4909             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4910         }
4911       }
4912       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
4913     }
4914     
4915     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
4916     // terms for V1 & (V2|V3).
4917     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
4918       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
4919         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
4920       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
4921         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
4922       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
4923         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
4924       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
4925         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
4926       
4927       if (V1) {
4928         Value *Or = Builder->CreateOr(V2, V3, "tmp");
4929         return BinaryOperator::CreateAnd(V1, Or);
4930       }
4931     }
4932
4933     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants
4934     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D, Context))
4935       return Match;
4936     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C, Context))
4937       return Match;
4938     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D, Context))
4939       return Match;
4940     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C, Context))
4941       return Match;
4942
4943     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
4944     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
4945          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
4946       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
4947     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
4948     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
4949          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
4950       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
4951     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
4952     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
4953          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
4954       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4955     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
4956     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
4957          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
4958       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
4959   }
4960   
4961   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
4962   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4963     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4964       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4965           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4966           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4967         Value *NewOp = Builder->CreateOr(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
4968                                          SI0->getName());
4969         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4970                                       SI1->getOperand(1));
4971       }
4972   }
4973
4974   // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
4975   if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C))) ||
4976       match(Op0, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
4977     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, A, B, C);
4978     if (Ret) return Ret;
4979   }
4980   // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
4981   if (match(Op1, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C))) ||
4982       match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
4983     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, B, C);
4984     if (Ret) return Ret;
4985   }
4986
4987   if ((A = dyn_castNotVal(Op0))) {   // ~A | Op1
4988     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
4989       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4990   } else {
4991     A = 0;
4992   }
4993   // Note, A is still live here!
4994   if ((B = dyn_castNotVal(Op1))) {   // Op0 | ~B
4995     if (Op0 == B)
4996       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4997
4998     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
4999     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
5000       Value *And = Builder->CreateAnd(A, B, I.getName()+".demorgan");
5001       return BinaryOperator::CreateNot(And);
5002     }
5003   }
5004
5005   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
5006   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
5007     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
5008       return R;
5009
5010     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
5011       if (Instruction *Res = FoldOrOfICmps(I, LHS, RHS))
5012         return Res;
5013   }
5014     
5015   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
5016   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5017     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
5018       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
5019         if (!isa<ICmpInst>(Op0C->getOperand(0)) ||
5020             !isa<ICmpInst>(Op1C->getOperand(0))) {
5021           const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
5022           if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
5023               SrcTy->isIntOrIntVector() &&
5024               // Only do this if the casts both really cause code to be
5025               // generated.
5026               ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
5027                                 I.getType(), TD) &&
5028               ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
5029                                 I.getType(), TD)) {
5030             Value *NewOp = Builder->CreateOr(Op0C->getOperand(0),
5031                                              Op1C->getOperand(0), I.getName());
5032             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
5033           }
5034         }
5035       }
5036   }
5037   
5038     
5039   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
5040   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
5041     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
5042       if (Instruction *Res = FoldOrOfFCmps(I, LHS, RHS))
5043         return Res;
5044   }
5045
5046   return Changed ? &I : 0;
5047 }
5048
5049 namespace {
5050
5051 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
5052 struct XorSelf {
5053   Value *RHS;
5054   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
5055   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
5056   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
5057     return &Xor;
5058   }
5059 };
5060
5061 }
5062
5063 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
5064   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
5065   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5066
5067   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
5068     if (isa<UndefValue>(Op0))
5069       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
5070       // idiom (misuse).
5071       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
5072     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
5073   }
5074
5075   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
5076   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
5077     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
5078     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
5079   }
5080   
5081   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
5082   // purpose is to compute bits we don't care about.
5083   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
5084     return &I;
5085   if (isa<VectorType>(I.getType()))
5086     if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1))
5087       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
5088
5089   // Is this a ~ operation?
5090   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
5091     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
5092       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
5093           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
5094         // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
5095         // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
5096         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1)))
5097           Op0I->swapOperands();
5098         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
5099           Value *NotY =
5100             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1),
5101                                Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
5102           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
5103             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
5104           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
5105         }
5106         
5107         // ~(X & Y) --> (~X | ~Y) - De Morgan's Law
5108         // ~(X | Y) === (~X & ~Y) - De Morgan's Law
5109         if (isFreeToInvert(Op0I->getOperand(0)) && 
5110             isFreeToInvert(Op0I->getOperand(1))) {
5111           Value *NotX =
5112             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(0), "notlhs");
5113           Value *NotY =
5114             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1), "notrhs");
5115           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
5116             return BinaryOperator::CreateOr(NotX, NotY);
5117           return BinaryOperator::CreateAnd(NotX, NotY);
5118         }
5119       }
5120     }
5121   }
5122   
5123   
5124   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5125     if (RHS->isOne() && Op0->hasOneUse()) {
5126       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
5127       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
5128         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
5129                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
5130
5131       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
5132         return new FCmpInst(FCI->getInversePredicate(),
5133                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
5134     }
5135
5136     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
5137     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5138       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
5139         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
5140           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
5141           if ((Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) &&
5142               (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode, 
5143                                             ConstantInt::getTrue(*Context),
5144                                             Op0C->getDestTy()))) {
5145             CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
5146             return CastInst::Create(Opcode, CI, Op0C->getType());
5147           }
5148         }
5149       }
5150     }
5151
5152     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
5153       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
5154       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
5155         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
5156           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
5157           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
5158                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1));
5159           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
5160         }
5161           
5162       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
5163         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
5164           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
5165           if (RHS->isAllOnesValue()) {
5166             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
5167             return BinaryOperator::CreateSub(
5168                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
5169                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
5170                                       Op0I->getOperand(0));
5171           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
5172             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
5173             Constant *C = ConstantInt::get(*Context,
5174                                            RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
5175             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
5176
5177           }
5178         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
5179           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
5180           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
5181             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
5182             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
5183             // NewRHS.
5184             Constant *CommonBits = ConstantExpr::getAnd(Op0CI, RHS);
5185             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
5186                                        ConstantExpr::getNot(CommonBits));
5187             Worklist.Add(Op0I);
5188             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
5189             I.setOperand(1, NewRHS);
5190             return &I;
5191           }
5192         }
5193       }
5194     }
5195
5196     // Try to fold constant and into select arguments.
5197     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
5198       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
5199         return R;
5200     if (isa<PHINode>(Op0))
5201       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5202         return NV;
5203   }
5204
5205   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
5206     if (X == Op1)
5207       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
5208
5209   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
5210     if (X == Op0)
5211       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
5212
5213   
5214   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
5215   if (Op1I) {
5216     Value *A, *B;
5217     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5218       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
5219         Op1I->swapOperands();
5220         I.swapOperands();
5221         std::swap(Op0, Op1);
5222       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
5223         I.swapOperands();     // Simplified below.
5224         std::swap(Op0, Op1);
5225       }
5226     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)))) {
5227       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // A^(A^B) == B
5228     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op0)))) {
5229       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // A^(B^A) == B
5230     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
5231                Op1I->hasOneUse()){
5232       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
5233         Op1I->swapOperands();
5234         std::swap(A, B);
5235       }
5236       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
5237         I.swapOperands();     // Simplified below.
5238         std::swap(Op0, Op1);
5239       }
5240     }
5241   }
5242   
5243   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
5244   if (Op0I) {
5245     Value *A, *B;
5246     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5247         Op0I->hasOneUse()) {
5248       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
5249         std::swap(A, B);
5250       if (B == Op1)                                  // (A|B)^B == A & ~B
5251         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(Op1, "tmp"));
5252     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)))) {
5253       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // (A^B)^A == B
5254     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op1)))) {
5255       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // (B^A)^A == B
5256     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
5257                Op0I->hasOneUse()){
5258       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
5259         std::swap(A, B);
5260       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
5261           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
5262         return BinaryOperator::CreateAnd(Builder->CreateNot(A, "tmp"), Op1);
5263       }
5264     }
5265   }
5266   
5267   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
5268   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
5269       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
5270       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
5271       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
5272     Value *NewOp =
5273       Builder->CreateXor(Op0I->getOperand(0), Op1I->getOperand(0),
5274                          Op0I->getName());
5275     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
5276                                   Op1I->getOperand(1));
5277   }
5278     
5279   if (Op0I && Op1I) {
5280     Value *A, *B, *C, *D;
5281     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
5282     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5283         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5284       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5285         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5286     }
5287     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
5288     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5289         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5290       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5291         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5292     }
5293     
5294     // (A & B)^(C & D)
5295     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
5296         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5297         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5298       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
5299       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5300       if (A == C)
5301         X = A, Y = B, Z = D;
5302       else if (A == D)
5303         X = A, Y = B, Z = C;
5304       else if (B == C)
5305         X = B, Y = A, Z = D;
5306       else if (B == D)
5307         X = B, Y = A, Z = C;
5308       
5309       if (X) {
5310         Value *NewOp = Builder->CreateXor(Y, Z, Op0->getName());
5311         return BinaryOperator::CreateAnd(NewOp, X);
5312       }
5313     }
5314   }
5315     
5316   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
5317   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
5318     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
5319       return R;
5320
5321   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
5322   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5323     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
5324       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
5325         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
5326         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
5327             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
5328             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
5329                               I.getType(), TD) &&
5330             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
5331                               I.getType(), TD)) {
5332           Value *NewOp = Builder->CreateXor(Op0C->getOperand(0),
5333                                             Op1C->getOperand(0), I.getName());
5334           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
5335         }
5336       }
5337   }
5338
5339   return Changed ? &I : 0;
5340 }
5341
5342 static ConstantInt *ExtractElement(Constant *V, Constant *Idx,
5343                                    LLVMContext *Context) {
5344   return cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getExtractElement(V, Idx));
5345 }
5346
5347 static bool HasAddOverflow(ConstantInt *Result,
5348                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
5349                            bool IsSigned) {
5350   if (IsSigned)
5351     if (In2->getValue().isNegative())
5352       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5353     else
5354       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5355   else
5356     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
5357 }
5358
5359 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
5360 /// overflowed for this type.
5361 static bool AddWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
5362                             Constant *In2, LLVMContext *Context,
5363                             bool IsSigned = false) {
5364   Result = ConstantExpr::getAdd(In1, In2);
5365
5366   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
5367     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
5368       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), i);
5369       if (HasAddOverflow(ExtractElement(Result, Idx, Context),
5370                          ExtractElement(In1, Idx, Context),
5371                          ExtractElement(In2, Idx, Context),
5372                          IsSigned))
5373         return true;
5374     }
5375     return false;
5376   }
5377
5378   return HasAddOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
5379                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
5380                         IsSigned);
5381 }
5382
5383 static bool HasSubOverflow(ConstantInt *Result,
5384                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
5385                            bool IsSigned) {
5386   if (IsSigned)
5387     if (In2->getValue().isNegative())
5388       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5389     else
5390       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5391   else
5392     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
5393 }
5394
5395 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
5396 /// overflowed for this type.
5397 static bool SubWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
5398                             Constant *In2, LLVMContext *Context,
5399                             bool IsSigned = false) {
5400   Result = ConstantExpr::getSub(In1, In2);
5401
5402   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
5403     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
5404       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), i);
5405       if (HasSubOverflow(ExtractElement(Result, Idx, Context),
5406                          ExtractElement(In1, Idx, Context),
5407                          ExtractElement(In2, Idx, Context),
5408                          IsSigned))
5409         return true;
5410     }
5411     return false;
5412   }
5413
5414   return HasSubOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
5415                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
5416                         IsSigned);
5417 }
5418
5419 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
5420 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
5421 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
5422 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
5423   TargetData &TD = *IC.getTargetData();
5424   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5425   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType(I.getContext());
5426   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
5427
5428   // Build a mask for high order bits.
5429   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5430   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5431
5432   for (User::op_iterator i = GEP->op_begin() + 1, e = GEP->op_end(); i != e;
5433        ++i, ++GTI) {
5434     Value *Op = *i;
5435     uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
5436     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
5437       if (OpC->isZero()) continue;
5438       
5439       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5440       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5441         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
5442         
5443         Result = IC.Builder->CreateAdd(Result,
5444                                        ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
5445                                        GEP->getName()+".offs");
5446         continue;
5447       }
5448       
5449       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5450       Constant *OC =
5451               ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
5452       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale);
5453       // Emit an add instruction.
5454       Result = IC.Builder->CreateAdd(Result, Scale, GEP->getName()+".offs");
5455       continue;
5456     }
5457     // Convert to correct type.
5458     if (Op->getType() != IntPtrTy)
5459       Op = IC.Builder->CreateIntCast(Op, IntPtrTy, true, Op->getName()+".c");
5460     if (Size != 1) {
5461       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5462       // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
5463       Op = IC.Builder->CreateMul(Op, Scale, GEP->getName()+".idx");
5464     }
5465
5466     // Emit an add instruction.
5467     Result = IC.Builder->CreateAdd(Op, Result, GEP->getName()+".offs");
5468   }
5469   return Result;
5470 }
5471
5472
5473 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return a value that can be used to compare
5474 /// the *offset* implied by a GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we
5475 /// want to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can
5476 /// be complex, and scales are involved.  The above expression would also be
5477 /// legal to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).
5478 /// This later form is less amenable to optimization though, and we are allowed
5479 /// to generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
5480 ///
5481 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
5482 /// 
5483 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, Instruction &I,
5484                                           InstCombiner &IC) {
5485   TargetData &TD = *IC.getTargetData();
5486   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5487
5488   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
5489   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
5490   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
5491   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
5492   // because the expression will cross zero at the same point.
5493   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
5494   int64_t Offset = 0;
5495   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
5496     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
5497       // Compute the aggregate offset of constant indices.
5498       if (CI->isZero()) continue;
5499
5500       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5501       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5502         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5503       } else {
5504         uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
5505         Offset += Size*CI->getSExtValue();
5506       }
5507     } else {
5508       // Found our variable index.
5509       break;
5510     }
5511   }
5512   
5513   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
5514   // evaluate it the general way.
5515   if (i == e) return 0;
5516   
5517   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
5518   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
5519   // 4 if the variable index is into an array of i32.
5520   uint64_t VariableScale = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
5521   
5522   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
5523   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
5524     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
5525     if (!CI) return 0;
5526    
5527     // Compute the aggregate offset of constant indices.
5528     if (CI->isZero()) continue;
5529     
5530     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5531     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5532       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5533     } else {
5534       uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
5535       Offset += Size*CI->getSExtValue();
5536     }
5537   }
5538   
5539   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
5540   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
5541   // the index.
5542   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5543   if (Offset == 0) {
5544     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
5545     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
5546     // computation crosses zero.
5547     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth)
5548       VariableIdx = new TruncInst(VariableIdx, 
5549                                   TD.getIntPtrType(VariableIdx->getContext()),
5550                                   VariableIdx->getName(), &I);
5551     return VariableIdx;
5552   }
5553   
5554   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
5555   // the pointer size, so get it.
5556   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5557   
5558   Offset &= PtrSizeMask;
5559   VariableScale &= PtrSizeMask;
5560
5561   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
5562   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
5563   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
5564   // multiple of the variable scale.
5565   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
5566   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
5567     return 0;
5568
5569   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
5570   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType(VariableIdx->getContext());
5571   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
5572     VariableIdx = CastInst::CreateIntegerCast(VariableIdx, IntPtrTy,
5573                                               true /*SExt*/, 
5574                                               VariableIdx->getName(), &I);
5575   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
5576   return BinaryOperator::CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset", &I);
5577 }
5578
5579
5580 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
5581 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
5582 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(GEPOperator *GEPLHS, Value *RHS,
5583                                        ICmpInst::Predicate Cond,
5584                                        Instruction &I) {
5585   // Look through bitcasts.
5586   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
5587     RHS = BCI->getOperand(0);
5588
5589   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
5590   if (TD && PtrBase == RHS && GEPLHS->isInBounds()) {
5591     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
5592     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
5593     // know pointers can't overflow since the gep is inbounds.  See if we can
5594     // output an optimized form.
5595     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, I, *this);
5596     
5597     // If not, synthesize the offset the hard way.
5598     if (Offset == 0)
5599       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5600     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
5601                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
5602   } else if (GEPOperator *GEPRHS = dyn_cast<GEPOperator>(RHS)) {
5603     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
5604     // compare the base pointer.
5605     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
5606       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
5607       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
5608                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
5609       if (IndicesTheSame)
5610         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5611           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5612             IndicesTheSame = false;
5613             break;
5614           }
5615
5616       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
5617       if (IndicesTheSame)
5618         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond),
5619                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
5620
5621       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
5622       // different, bail out.
5623       return 0;
5624     }
5625
5626     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
5627     bool AllZeros = true;
5628     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5629       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
5630           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5631         AllZeros = false;
5632         break;
5633       }
5634     if (AllZeros)
5635       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
5636                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
5637
5638     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
5639     AllZeros = true;
5640     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5641       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
5642           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5643         AllZeros = false;
5644         break;
5645       }
5646     if (AllZeros)
5647       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
5648
5649     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
5650       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
5651       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
5652       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
5653       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5654         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5655           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
5656                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5657             // Irreconcilable differences.
5658             NumDifferences = 2;
5659             break;
5660           } else {
5661             if (NumDifferences++) break;
5662             DiffOperand = i;
5663           }
5664         }
5665
5666       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
5667         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
5668                                    ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context),
5669                                              ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
5670
5671       else if (NumDifferences == 1) {
5672         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
5673         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
5674         // Make sure we do a signed comparison here.
5675         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
5676       }
5677     }
5678
5679     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
5680     // the result to fold to a constant!
5681     if (TD &&
5682         (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
5683         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
5684       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
5685       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5686       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
5687       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
5688     }
5689   }
5690   return 0;
5691 }
5692
5693 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
5694 ///
5695 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
5696                                                 Instruction *LHSI,
5697                                                 Constant *RHSC) {
5698   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
5699   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
5700   
5701   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
5702   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
5703   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
5704   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
5705   
5706   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
5707   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
5708   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
5709   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
5710   
5711   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
5712   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
5713   if (LHSUnsigned)
5714     ++InputSize;
5715   
5716   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
5717   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
5718     return 0;
5719   
5720   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
5721   // will always come through as an integer value and we know the constant is
5722   // not a NAN (it would have been previously simplified).
5723   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
5724   
5725   ICmpInst::Predicate Pred;
5726   switch (I.getPredicate()) {
5727   default: llvm_unreachable("Unexpected predicate!");
5728   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
5729   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
5730     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
5731     break;
5732   case FCmpInst::FCMP_UGT:
5733   case FCmpInst::FCMP_OGT:
5734     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
5735     break;
5736   case FCmpInst::FCMP_UGE:
5737   case FCmpInst::FCMP_OGE:
5738     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
5739     break;
5740   case FCmpInst::FCMP_ULT:
5741   case FCmpInst::FCMP_OLT:
5742     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
5743     break;
5744   case FCmpInst::FCMP_ULE:
5745   case FCmpInst::FCMP_OLE:
5746     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
5747     break;
5748   case FCmpInst::FCMP_UNE:
5749   case FCmpInst::FCMP_ONE:
5750     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
5751     break;
5752   case FCmpInst::FCMP_ORD:
5753     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5754   case FCmpInst::FCMP_UNO:
5755     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5756   }
5757   
5758   const IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
5759   
5760   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
5761   
5762   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
5763   // comparing an i8 to 300.0.
5764   unsigned IntWidth = IntTy->getScalarSizeInBits();
5765   
5766   if (!LHSUnsigned) {
5767     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
5768     // and large values.
5769     APFloat SMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5770     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
5771                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5772     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
5773       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
5774           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
5775         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5776       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5777     }
5778   } else {
5779     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
5780     // +INF and large values.
5781     APFloat UMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5782     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
5783                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5784     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
5785       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5786           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
5787         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5788       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5789     }
5790   }
5791   
5792   if (!LHSUnsigned) {
5793     // See if the RHS value is < SignedMin.
5794     APFloat SMin(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5795     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
5796                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5797     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
5798       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
5799           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
5800         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5801       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5802     }
5803   }
5804
5805   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
5806   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
5807   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
5808   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
5809   Constant *RHSInt = LHSUnsigned
5810     ? ConstantExpr::getFPToUI(RHSC, IntTy)
5811     : ConstantExpr::getFPToSI(RHSC, IntTy);
5812   if (!RHS.isZero()) {
5813     bool Equal = LHSUnsigned
5814       ? ConstantExpr::getUIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC
5815       : ConstantExpr::getSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC;
5816     if (!Equal) {
5817       // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust
5818       // the compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards
5819       // zero at this point.
5820       switch (Pred) {
5821       default: llvm_unreachable("Unexpected integer comparison!");
5822       case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
5823         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5824       case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
5825         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5826       case ICmpInst::ICMP_ULE:
5827         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5828         // (float)int <= -4.4  --> false
5829         if (RHS.isNegative())
5830           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5831         break;
5832       case ICmpInst::ICMP_SLE:
5833         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5834         // (float)int <= -4.4  --> int < -4
5835         if (RHS.isNegative())
5836           Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
5837         break;
5838       case ICmpInst::ICMP_ULT:
5839         // (float)int < -4.4   --> false
5840         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5841         if (RHS.isNegative())
5842           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5843         Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
5844         break;
5845       case ICmpInst::ICMP_SLT:
5846         // (float)int < -4.4   --> int < -4
5847         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5848         if (!RHS.isNegative())
5849           Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
5850         break;
5851       case ICmpInst::ICMP_UGT:
5852         // (float)int > 4.4    --> int > 4
5853         // (float)int > -4.4   --> true
5854         if (RHS.isNegative())
5855           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5856         break;
5857       case ICmpInst::ICMP_SGT:
5858         // (float)int > 4.4    --> int > 4
5859         // (float)int > -4.4   --> int >= -4
5860         if (RHS.isNegative())
5861           Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
5862         break;
5863       case ICmpInst::ICMP_UGE:
5864         // (float)int >= -4.4   --> true
5865         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5866         if (!RHS.isNegative())
5867           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5868         Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
5869         break;
5870       case ICmpInst::ICMP_SGE:
5871         // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
5872         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5873         if (!RHS.isNegative())
5874           Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
5875         break;
5876       }
5877     }
5878   }
5879
5880   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
5881   // comparison.
5882   return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
5883 }
5884
5885 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
5886   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5887   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5888
5889   // Fold trivial predicates.
5890   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
5891     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(I.getType(), 0));
5892   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
5893     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(I.getType(), 1));
5894   
5895   // Simplify 'fcmp pred X, X'
5896   if (Op0 == Op1) {
5897     switch (I.getPredicate()) {
5898     default: llvm_unreachable("Unknown predicate!");
5899     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
5900     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
5901     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
5902       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(I.getType(), 1));
5903     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
5904     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
5905     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
5906       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(I.getType(), 0));
5907       
5908     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
5909     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
5910     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
5911     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
5912       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
5913       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
5914       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5915       return &I;
5916       
5917     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
5918     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
5919     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
5920     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
5921       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
5922       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
5923       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5924       return &I;
5925     }
5926   }
5927     
5928   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
5929     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
5930
5931   // Handle fcmp with constant RHS
5932   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5933     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
5934     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
5935       if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
5936         if (FCmpInst::isOrdered(I.getPredicate()))   // True if ordered and...
5937           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5938         assert(FCmpInst::isUnordered(I.getPredicate()) &&
5939                "Comparison must be either ordered or unordered!");
5940         // True if unordered.
5941         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5942       }
5943     }
5944     
5945     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5946       switch (LHSI->getOpcode()) {
5947       case Instruction::PHI:
5948         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5949         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5950         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5951         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5952           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I, true))
5953             return NV;
5954         break;
5955       case Instruction::SIToFP:
5956       case Instruction::UIToFP:
5957         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
5958           return NV;
5959         break;
5960       case Instruction::Select:
5961         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5962         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5963         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5964         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5965         if (LHSI->hasOneUse()) {
5966           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5967             // Fold the known value into the constant operand.
5968             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5969             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5970             Op2 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(),
5971                                       LHSI->getOperand(2), RHSC, I.getName());
5972           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5973             // Fold the known value into the constant operand.
5974             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5975             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5976             Op1 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(1),
5977                                       RHSC, I.getName());
5978           }
5979         }
5980
5981         if (Op1)
5982           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5983         break;
5984       }
5985   }
5986
5987   return Changed ? &I : 0;
5988 }
5989
5990 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
5991   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5992   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5993   const Type *Ty = Op0->getType();
5994
5995   // icmp X, X
5996   if (Op0 == Op1)
5997     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(I.getType(),
5998                                                    I.isTrueWhenEqual()));
5999
6000   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
6001     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
6002   
6003   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
6004   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
6005   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) || 
6006        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
6007       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) || 
6008        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
6009     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context), 
6010                                                    !I.isTrueWhenEqual()));
6011
6012   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
6013   if (Ty == Type::getInt1Ty(*Context)) {
6014     switch (I.getPredicate()) {
6015     default: llvm_unreachable("Invalid icmp instruction!");
6016     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
6017       Value *Xor = Builder->CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
6018       return BinaryOperator::CreateNot(Xor);
6019     }
6020     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
6021       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
6022
6023     case ICmpInst::ICMP_UGT:
6024       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
6025       // FALL THROUGH
6026     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
6027       Value *Not = Builder->CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
6028       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
6029     }
6030     case ICmpInst::ICMP_SGT:
6031       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
6032       // FALL THROUGH
6033     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
6034       Value *Not = Builder->CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
6035       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
6036     }
6037     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6038       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
6039       // FALL THROUGH
6040     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
6041       Value *Not = Builder->CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
6042       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
6043     }
6044     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6045       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
6046       // FALL THROUGH
6047     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
6048       Value *Not = Builder->CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
6049       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
6050     }
6051     }
6052   }
6053
6054   unsigned BitWidth = 0;
6055   if (TD)
6056     BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(Ty->getScalarType());
6057   else if (Ty->isIntOrIntVector())
6058     BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
6059
6060   bool isSignBit = false;
6061
6062   // See if we are doing a comparison with a constant.
6063   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6064     Value *A = 0, *B = 0;
6065     
6066     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
6067     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
6068         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
6069       // (icmp cond A B) if cond is equality
6070       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
6071     }
6072     
6073     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
6074     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
6075     // them being folded in the code below.
6076     switch (I.getPredicate()) {
6077     default: break;
6078     case ICmpInst::ICMP_ULE:
6079       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
6080         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6081       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0,
6082                           AddOne(CI));
6083     case ICmpInst::ICMP_SLE:
6084       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
6085         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6086       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
6087                           AddOne(CI));
6088     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6089       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
6090         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6091       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Op0,
6092                           SubOne(CI));
6093     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6094       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
6095         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6096       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
6097                           SubOne(CI));
6098     }
6099     
6100     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
6101     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
6102     bool UnusedBit;
6103     isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
6104   }
6105
6106   // See if we can fold the comparison based on range information we can get
6107   // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
6108   if (BitWidth != 0) {
6109     APInt Op0KnownZero(BitWidth, 0), Op0KnownOne(BitWidth, 0);
6110     APInt Op1KnownZero(BitWidth, 0), Op1KnownOne(BitWidth, 0);
6111
6112     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(0),
6113                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
6114                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
6115                              Op0KnownZero, Op0KnownOne, 0))
6116       return &I;
6117     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(1),
6118                              APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
6119                              Op1KnownZero, Op1KnownOne, 0))
6120       return &I;
6121
6122     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
6123     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
6124     // EQ and NE we use unsigned values.
6125     APInt Op0Min(BitWidth, 0), Op0Max(BitWidth, 0);
6126     APInt Op1Min(BitWidth, 0), Op1Max(BitWidth, 0);
6127     if (I.isSigned()) {
6128       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
6129                                              Op0Min, Op0Max);
6130       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
6131                                              Op1Min, Op1Max);
6132     } else {
6133       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
6134                                                Op0Min, Op0Max);
6135       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
6136                                                Op1Min, Op1Max);
6137     }
6138
6139     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
6140     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
6141     // that code below can assume that Min != Max.
6142     if (!isa<Constant>(Op0) && Op0Min == Op0Max)
6143       return new ICmpInst(I.getPredicate(),
6144                           ConstantInt::get(*Context, Op0Min), Op1);
6145     if (!isa<Constant>(Op1) && Op1Min == Op1Max)
6146       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0,
6147                           ConstantInt::get(*Context, Op1Min));
6148
6149     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
6150     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8  is always true.
6151     switch (I.getPredicate()) {
6152     default: llvm_unreachable("Unknown icmp opcode!");
6153     case ICmpInst::ICMP_EQ:
6154       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
6155         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6156       break;
6157     case ICmpInst::ICMP_NE:
6158       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
6159         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6160       break;
6161     case ICmpInst::ICMP_ULT:
6162       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A <u B -> true if max(A) < min(B)
6163         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6164       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A <u B -> false if min(A) >= max(B)
6165         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6166       if (Op1Min == Op0Max)            // A <u B -> A != B if max(A) == min(B)
6167         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6168       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6169         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <u C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
6170           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6171                               SubOne(CI));
6172
6173         // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
6174         if (CI->isMinValue(true))
6175           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
6176                            Constant::getAllOnesValue(Op0->getType()));
6177       }
6178       break;
6179     case ICmpInst::ICMP_UGT:
6180       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A >u B -> true if min(A) > max(B)
6181         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6182       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A >u B -> false if max(A) <= max(B)
6183         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6184
6185       if (Op1Max == Op0Min)            // A >u B -> A != B if min(A) == max(B)
6186         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6187       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6188         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >u C -> A == C+1 if max(a)-1 == C
6189           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6190                               AddOne(CI));
6191
6192         // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
6193         if (CI->isMaxValue(true))
6194           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
6195                               Constant::getNullValue(Op0->getType()));
6196       }
6197       break;
6198     case ICmpInst::ICMP_SLT:
6199       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A <s B -> true if max(A) < min(C)
6200         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6201       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A <s B -> false if min(A) >= max(C)
6202         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6203       if (Op1Min == Op0Max)            // A <s B -> A != B if max(A) == min(B)
6204         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6205       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6206         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <s C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
6207           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6208                               SubOne(CI));
6209       }
6210       break;
6211     case ICmpInst::ICMP_SGT:
6212       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A >s B -> true if min(A) > max(B)
6213         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6214       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A >s B -> false if max(A) <= min(B)
6215         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6216
6217       if (Op1Max == Op0Min)            // A >s B -> A != B if min(A) == max(B)
6218         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6219       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6220         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >s C -> A == C+1 if max(A)-1 == C
6221           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6222                               AddOne(CI));
6223       }
6224       break;
6225     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6226       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SGE with ConstantInt not folded!");
6227       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A >=s B -> true if min(A) >= max(B)
6228         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6229       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A >=s B -> false if max(A) < min(B)
6230         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6231       break;
6232     case ICmpInst::ICMP_SLE:
6233       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SLE with ConstantInt not folded!");
6234       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A <=s B -> true if max(A) <= min(B)
6235         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6236       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A <=s B -> false if min(A) > max(B)
6237         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6238       break;
6239     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6240       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_UGE with ConstantInt not folded!");
6241       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A >=u B -> true if min(A) >= max(B)
6242         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6243       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A >=u B -> false if max(A) < min(B)
6244         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6245       break;
6246     case ICmpInst::ICMP_ULE:
6247       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_ULE with ConstantInt not folded!");
6248       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A <=u B -> true if max(A) <= min(B)
6249         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6250       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A <=u B -> false if min(A) > max(B)
6251         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6252       break;
6253     }
6254
6255     // Turn a signed comparison into an unsigned one if both operands
6256     // are known to have the same sign.
6257     if (I.isSigned() &&
6258         ((Op0KnownZero.isNegative() && Op1KnownZero.isNegative()) ||
6259          (Op0KnownOne.isNegative() && Op1KnownOne.isNegative())))
6260       return new ICmpInst(I.getUnsignedPredicate(), Op0, Op1);
6261   }
6262
6263   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
6264   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
6265   // any other folding. This helps out other analyses which understand
6266   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
6267   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
6268   // operands has at least one user besides the compare (the select),
6269   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
6270   if (I.hasOneUse())
6271     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
6272       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
6273           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
6274         return 0;
6275
6276   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
6277   // can be folded into the comparison.
6278   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6279     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
6280     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
6281     // instruction can be folded into the icmp 
6282     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
6283       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
6284         return Res;
6285   }
6286
6287   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
6288   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6289     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
6290       switch (LHSI->getOpcode()) {
6291       case Instruction::GetElementPtr:
6292         if (RHSC->isNullValue()) {
6293           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
6294           bool isAllZeros = true;
6295           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
6296             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
6297                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
6298               isAllZeros = false;
6299               break;
6300             }
6301           if (isAllZeros)
6302             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6303                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
6304         }
6305         break;
6306
6307       case Instruction::PHI:
6308         // Only fold icmp into the PHI if the phi and icmp are in the same
6309         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
6310         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
6311         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
6312           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I, true))
6313             return NV;
6314         break;
6315       case Instruction::Select: {
6316         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
6317         // comparison into the select arms, which will cause one to be
6318         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
6319         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
6320         if (LHSI->hasOneUse()) {
6321           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
6322             // Fold the known value into the constant operand.
6323             Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
6324             // Insert a new ICmp of the other select operand.
6325             Op2 = Builder->CreateICmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(2),
6326                                       RHSC, I.getName());
6327           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
6328             // Fold the known value into the constant operand.
6329             Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
6330             // Insert a new ICmp of the other select operand.
6331             Op1 = Builder->CreateICmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(1),
6332                                       RHSC, I.getName());
6333           }
6334         }
6335
6336         if (Op1)
6337           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
6338         break;
6339       }
6340       case Instruction::Call:
6341         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
6342         // can assume it is successful and remove the malloc.
6343         if (isMalloc(LHSI) && LHSI->hasOneUse() &&
6344             isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
6345           // Need to explicitly erase malloc call here, instead of adding it to
6346           // Worklist, because it won't get DCE'd from the Worklist since
6347           // isInstructionTriviallyDead() returns false for function calls.
6348           // It is OK to replace LHSI/MallocCall with Undef because the 
6349           // instruction that uses it will be erased via Worklist.
6350           if (extractMallocCall(LHSI)) {
6351             LHSI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(LHSI->getType()));
6352             EraseInstFromFunction(*LHSI);
6353             return ReplaceInstUsesWith(I,
6354                                      ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context),
6355                                                       !I.isTrueWhenEqual()));
6356           }
6357           if (CallInst* MallocCall = extractMallocCallFromBitCast(LHSI))
6358             if (MallocCall->hasOneUse()) {
6359               MallocCall->replaceAllUsesWith(
6360                                         UndefValue::get(MallocCall->getType()));
6361               EraseInstFromFunction(*MallocCall);
6362               Worklist.Add(LHSI); // The malloc's bitcast use.
6363               return ReplaceInstUsesWith(I,
6364                                      ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context),
6365                                                       !I.isTrueWhenEqual()));
6366             }
6367         }
6368         break;
6369       }
6370   }
6371
6372   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
6373   if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op0))
6374     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
6375       return NI;
6376   if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op1))
6377     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
6378                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
6379       return NI;
6380
6381   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
6382   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
6383   // now.
6384   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
6385     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
6386         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
6387       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
6388       // operand, where it can often be eliminated completely.
6389       Op0 = CI->getOperand(0);
6390
6391       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
6392       // so eliminate it as well.
6393       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
6394         Op1 = CI2->getOperand(0);
6395
6396       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
6397       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
6398         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6399           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
6400         } else {
6401           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
6402           Op1 = Builder->CreateBitCast(Op1, Op0->getType());
6403         }
6404       }
6405       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
6406     }
6407   }
6408   
6409   if (isa<CastInst>(Op0)) {
6410     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
6411     // This comes up when you have code like
6412     //   int X = A < B;
6413     //   if (X) ...
6414     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
6415     // with a constant or another cast from the same type.
6416     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
6417       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
6418         return R;
6419   }
6420   
6421   // See if it's the same type of instruction on the left and right.
6422   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6423     if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
6424       if (Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && Op0I->hasOneUse() &&
6425           Op1I->hasOneUse() && Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1)) {
6426         switch (Op0I->getOpcode()) {
6427         default: break;
6428         case Instruction::Add:
6429         case Instruction::Sub:
6430         case Instruction::Xor:
6431           if (I.isEquality())    // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
6432             return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0I->getOperand(0),
6433                                 Op1I->getOperand(0));
6434           // icmp u/s (a ^ signbit), (b ^ signbit) --> icmp s/u a, b
6435           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6436             if (CI->getValue().isSignBit()) {
6437               ICmpInst::Predicate Pred = I.isSigned()
6438                                              ? I.getUnsignedPredicate()
6439                                              : I.getSignedPredicate();
6440               return new ICmpInst(Pred, Op0I->getOperand(0),
6441                                   Op1I->getOperand(0));
6442             }
6443             
6444             if (CI->getValue().isMaxSignedValue()) {
6445               ICmpInst::Predicate Pred = I.isSigned()
6446                                              ? I.getUnsignedPredicate()
6447                                              : I.getSignedPredicate();
6448               Pred = I.getSwappedPredicate(Pred);
6449               return new ICmpInst(Pred, Op0I->getOperand(0),
6450                                   Op1I->getOperand(0));
6451             }
6452           }
6453           break;
6454         case Instruction::Mul:
6455           if (!I.isEquality())
6456             break;
6457
6458           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6459             // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
6460             // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
6461             if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
6462               const APInt &AP = CI->getValue();
6463               ConstantInt *Mask = ConstantInt::get(*Context, 
6464                                       APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
6465                                                            AP.getBitWidth() -
6466                                                       AP.countTrailingZeros()));
6467               Value *And1 = Builder->CreateAnd(Op0I->getOperand(0), Mask);
6468               Value *And2 = Builder->CreateAnd(Op1I->getOperand(0), Mask);
6469               return new ICmpInst(I.getPredicate(), And1, And2);
6470             }
6471           }
6472           break;
6473         }
6474       }
6475     }
6476   }
6477   
6478   // ~x < ~y --> y < x
6479   { Value *A, *B;
6480     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A))) &&
6481         match(Op1, m_Not(m_Value(B))))
6482       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, A);
6483   }
6484   
6485   if (I.isEquality()) {
6486     Value *A, *B, *C, *D;
6487     
6488     // -x == -y --> x == y
6489     if (match(Op0, m_Neg(m_Value(A))) &&
6490         match(Op1, m_Neg(m_Value(B))))
6491       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
6492     
6493     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
6494       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
6495         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
6496         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6497                             Constant::getNullValue(A->getType()));
6498       }
6499
6500       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6501         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
6502         ConstantInt *C1, *C2;
6503         if (match(B, m_ConstantInt(C1)) &&
6504             match(D, m_ConstantInt(C2)) && Op1->hasOneUse()) {
6505           Constant *NC = 
6506                    ConstantInt::get(*Context, C1->getValue() ^ C2->getValue());
6507           Value *Xor = Builder->CreateXor(C, NC, "tmp");
6508           return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, Xor);
6509         }
6510         
6511         // A^B == A^D -> B == D
6512         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
6513         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
6514         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
6515         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
6516       }
6517     }
6518     
6519     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
6520         (A == Op0 || B == Op0)) {
6521       // A == (A^B)  ->  B == 0
6522       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
6523       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6524                           Constant::getNullValue(A->getType()));
6525     }
6526
6527     // (A-B) == A  ->  B == 0
6528     if (match(Op0, m_Sub(m_Specific(Op1), m_Value(B))))
6529       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, 
6530                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6531
6532     // A == (A-B)  ->  B == 0
6533     if (match(Op1, m_Sub(m_Specific(Op0), m_Value(B))))
6534       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
6535                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6536     
6537     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
6538     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
6539         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
6540         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6541       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
6542       
6543       if (A == C) {
6544         X = B; Y = D; Z = A;
6545       } else if (A == D) {
6546         X = B; Y = C; Z = A;
6547       } else if (B == C) {
6548         X = A; Y = D; Z = B;
6549       } else if (B == D) {
6550         X = A; Y = C; Z = B;
6551       }
6552       
6553       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
6554         Op1 = Builder->CreateXor(X, Y, "tmp");
6555         Op1 = Builder->CreateAnd(Op1, Z, "tmp");
6556         I.setOperand(0, Op1);
6557         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
6558         return &I;
6559       }
6560     }
6561   }
6562   return Changed ? &I : 0;
6563 }
6564
6565
6566 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
6567 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
6568 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
6569                                           ConstantInt *DivRHS) {
6570   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6571   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
6572   
6573   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
6574   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
6575   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
6576   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
6577   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
6578   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
6579   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
6580   // if it finds it. 
6581   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
6582   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSigned())
6583     return 0;
6584   if (DivRHS->isZero())
6585     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
6586   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
6587     return 0; // The overflow computation also screws up here
6588   if (DivRHS->isOne())
6589     return 0; // Not worth bothering, and eliminates some funny cases
6590               // with INT_MIN.
6591
6592   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
6593   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
6594   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
6595   // instead of computing a divide. 
6596   Constant *Prod = ConstantExpr::getMul(CmpRHS, DivRHS);
6597
6598   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
6599   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
6600   // as in the LHS instruction that we're folding. 
6601   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
6602                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
6603
6604   // Get the ICmp opcode
6605   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
6606
6607   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
6608   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
6609   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
6610   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
6611   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
6612   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
6613   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
6614   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
6615   Constant *LoBound = 0, *HiBound = 0;
6616   
6617   if (!DivIsSigned) {  // udiv
6618     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
6619     LoBound = Prod;
6620     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6621     if (!HiOverflow)
6622       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, Context, false);
6623   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
6624     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
6625       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
6626       LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
6627       HiBound = DivRHS;
6628     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
6629       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
6630       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6631       if (!HiOverflow)
6632         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, Context, true);
6633     } else {                       // (X / pos) op neg
6634       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
6635       HiBound = AddOne(Prod);
6636       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6637       if (!LoOverflow) {
6638         ConstantInt* DivNeg =
6639                          cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6640         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg, Context,
6641                                      true) ? -1 : 0;
6642        }
6643     }
6644   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
6645     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
6646       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
6647       LoBound = AddOne(DivRHS);
6648       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6649       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
6650         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
6651         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
6652       }
6653     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
6654       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
6655       HiBound = AddOne(Prod);
6656       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6657       if (!LoOverflow)
6658         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound,
6659                                      DivRHS, Context, true) ? -1 : 0;
6660     } else {                       // (X / neg) op neg
6661       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
6662       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
6663       if (!HiOverflow)
6664         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, Context, true);
6665     }
6666     
6667     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
6668     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
6669   }
6670
6671   Value *X = DivI->getOperand(0);
6672   switch (Pred) {
6673   default: llvm_unreachable("Unhandled icmp opcode!");
6674   case ICmpInst::ICMP_EQ:
6675     if (LoOverflow && HiOverflow)
6676       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(*Context));
6677     else if (HiOverflow)
6678       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE :
6679                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
6680     else if (LoOverflow)
6681       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT :
6682                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
6683     else
6684       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
6685   case ICmpInst::ICMP_NE:
6686     if (LoOverflow && HiOverflow)
6687       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(*Context));
6688     else if (HiOverflow)
6689       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT :
6690                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
6691     else if (LoOverflow)
6692       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE :
6693                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6694     else
6695       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
6696   case ICmpInst::ICMP_ULT:
6697   case ICmpInst::ICMP_SLT:
6698     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
6699       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(*Context));
6700     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
6701       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(*Context));
6702     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
6703   case ICmpInst::ICMP_UGT:
6704   case ICmpInst::ICMP_SGT:
6705     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
6706       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(*Context));
6707     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
6708       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(*Context));
6709     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
6710       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6711     else
6712       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
6713   }
6714 }
6715
6716
6717 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
6718 ///
6719 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
6720                                                           Instruction *LHSI,
6721                                                           ConstantInt *RHS) {
6722   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
6723   
6724   switch (LHSI->getOpcode()) {
6725   case Instruction::Trunc:
6726     if (ICI.isEquality() && LHSI->hasOneUse()) {
6727       // Simplify icmp eq (trunc x to i8), 42 -> icmp eq x, 42|highbits if all
6728       // of the high bits truncated out of x are known.
6729       unsigned DstBits = LHSI->getType()->getPrimitiveSizeInBits(),
6730              SrcBits = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6731       APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(SrcBits, SrcBits-DstBits));
6732       APInt KnownZero(SrcBits, 0), KnownOne(SrcBits, 0);
6733       ComputeMaskedBits(LHSI->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne);
6734       
6735       // If all the high bits are known, we can do this xform.
6736       if ((KnownZero|KnownOne).countLeadingOnes() >= SrcBits-DstBits) {
6737         // Pull in the high bits from known-ones set.
6738         APInt NewRHS(RHS->getValue());
6739         NewRHS.zext(SrcBits);
6740         NewRHS |= KnownOne;
6741         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6742                             ConstantInt::get(*Context, NewRHS));
6743       }
6744     }
6745     break;
6746       
6747   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
6748     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
6749       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
6750       // fold the xor.
6751       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
6752           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
6753         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
6754         
6755         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
6756         // the operation, just stop using the Xor.
6757         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
6758           ICI.setOperand(0, CompareVal);
6759           Worklist.Add(LHSI);
6760           return &ICI;
6761         }
6762         
6763         // Was the old condition true if the operand is positive?
6764         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
6765         
6766         // If so, the new one isn't.
6767         isTrueIfPositive ^= true;
6768         
6769         if (isTrueIfPositive)
6770           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal,
6771                               SubOne(RHS));
6772         else
6773           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal,
6774                               AddOne(RHS));
6775       }
6776
6777       if (LHSI->hasOneUse()) {
6778         // (icmp u/s (xor A SignBit), C) -> (icmp s/u A, (xor C SignBit))
6779         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isSignBit()) {
6780           const APInt &SignBit = XorCST->getValue();
6781           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSigned()
6782                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
6783                                          : ICI.getSignedPredicate();
6784           return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0),
6785                               ConstantInt::get(*Context, RHSV ^ SignBit));
6786         }
6787
6788         // (icmp u/s (xor A ~SignBit), C) -> (icmp s/u (xor C ~SignBit), A)
6789         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isMaxSignedValue()) {
6790           const APInt &NotSignBit = XorCST->getValue();
6791           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSigned()
6792                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
6793                                          : ICI.getSignedPredicate();
6794           Pred = ICI.getSwappedPredicate(Pred);
6795           return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0),
6796                               ConstantInt::get(*Context, RHSV ^ NotSignBit));
6797         }
6798       }
6799     }
6800     break;
6801   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
6802     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
6803         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6804       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6805       
6806       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
6807       // and/compare to be the input width without changing the value
6808       // produced, eliminating a cast.
6809       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
6810         // We can do this transformation if either the AND constant does not
6811         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
6812         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
6813         // bit would not work.
6814         if (Cast->hasOneUse() &&
6815             (ICI.isEquality() ||
6816              (AndCST->getValue().isNonNegative() && RHSV.isNonNegative()))) {
6817           uint32_t BitWidth = 
6818             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
6819           APInt NewCST = AndCST->getValue();
6820           NewCST.zext(BitWidth);
6821           APInt NewCI = RHSV;
6822           NewCI.zext(BitWidth);
6823           Value *NewAnd = 
6824             Builder->CreateAnd(Cast->getOperand(0),
6825                            ConstantInt::get(*Context, NewCST), LHSI->getName());
6826           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
6827                               ConstantInt::get(*Context, NewCI));
6828         }
6829       }
6830       
6831       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
6832       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
6833       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
6834       // access.
6835       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
6836       if (Shift && !Shift->isShift())
6837         Shift = 0;
6838       
6839       ConstantInt *ShAmt;
6840       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
6841       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
6842       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
6843       
6844       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
6845       // into the mask.  This can only happen with signed shift
6846       // rights, as they sign-extend.
6847       if (ShAmt) {
6848         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
6849         if (!CanFold) {
6850           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
6851           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
6852           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6853           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
6854           
6855           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
6856           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
6857                AndCST->getValue()) == 0)
6858             CanFold = true;
6859         }
6860         
6861         if (CanFold) {
6862           Constant *NewCst;
6863           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6864             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
6865           else
6866             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
6867           
6868           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
6869           // compared.
6870           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(),
6871                                        NewCst, ShAmt) != RHS) {
6872             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
6873             // As a special case, check to see if this means that the
6874             // result is always true or false now.
6875             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6876               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(*Context));
6877             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6878               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(*Context));
6879           } else {
6880             ICI.setOperand(1, NewCst);
6881             Constant *NewAndCST;
6882             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6883               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
6884             else
6885               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
6886             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
6887             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
6888             Worklist.Add(Shift); // Shift is dead.
6889             return &ICI;
6890           }
6891         }
6892       }
6893       
6894       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
6895       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
6896       // of a loop if Y is invariant and X is not.
6897       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
6898           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
6899           !isa<Constant>(Shift->getOperand(0))) {
6900         // Compute C << Y.
6901         Value *NS;
6902         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
6903           NS = Builder->CreateShl(AndCST, Shift->getOperand(1), "tmp");
6904         } else {
6905           // Insert a logical shift.
6906           NS = Builder->CreateLShr(AndCST, Shift->getOperand(1), "tmp");
6907         }
6908         
6909         // Compute X & (C << Y).
6910         Value *NewAnd = 
6911           Builder->CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
6912         
6913         ICI.setOperand(0, NewAnd);
6914         return &ICI;
6915       }
6916     }
6917     break;
6918     
6919   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
6920     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6921     if (!ShAmt) break;
6922     
6923     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6924     
6925     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6926     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6927     // simplified.
6928     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6929       break;
6930     
6931     if (ICI.isEquality()) {
6932       // If we are comparing against bits always shifted out, the
6933       // comparison cannot succeed.
6934       Constant *Comp =
6935         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt),
6936                                                                  ShAmt);
6937       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
6938         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6939         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context), IsICMP_NE);
6940         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6941       }
6942       
6943       if (LHSI->hasOneUse()) {
6944         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6945         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6946         Constant *Mask =
6947           ConstantInt::get(*Context, APInt::getLowBitsSet(TypeBits, 
6948                                                        TypeBits-ShAmtVal));
6949         
6950         Value *And =
6951           Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0),Mask, LHSI->getName()+".mask");
6952         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
6953                             ConstantInt::get(*Context, RHSV.lshr(ShAmtVal)));
6954       }
6955     }
6956     
6957     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
6958     bool TrueIfSigned = false;
6959     if (LHSI->hasOneUse() &&
6960         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
6961       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
6962       Constant *Mask = ConstantInt::get(*Context, APInt(TypeBits, 1) <<
6963                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
6964       Value *And =
6965         Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0), Mask, LHSI->getName()+".mask");
6966       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
6967                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
6968     }
6969     break;
6970   }
6971     
6972   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
6973   case Instruction::AShr: {
6974     // Only handle equality comparisons of shift-by-constant.
6975     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6976     if (!ShAmt || !ICI.isEquality()) break;
6977
6978     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6979     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6980     // simplified.
6981     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6982     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6983       break;
6984     
6985     uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6986       
6987     // If we are comparing against bits always shifted out, the
6988     // comparison cannot succeed.
6989     APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
6990     if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
6991       Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
6992     else
6993       Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
6994     
6995     if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
6996       bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6997       Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context), IsICMP_NE);
6998       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6999     }
7000     
7001     // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
7002     // If so, we can compare against the unshifted value:
7003     //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
7004     if (LHSI->hasOneUse() &&
7005         MaskedValueIsZero(LHSI->getOperand(0), 
7006                           APInt::getLowBitsSet(Comp.getBitWidth(), ShAmtVal))) {
7007       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
7008                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
7009     }
7010       
7011     if (LHSI->hasOneUse()) {
7012       // Otherwise strength reduce the shift into an and.
7013       APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
7014       Constant *Mask = ConstantInt::get(*Context, Val);
7015       
7016       Value *And = Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
7017                                       Mask, LHSI->getName()+".mask");
7018       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
7019                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
7020     }
7021     break;
7022   }
7023     
7024   case Instruction::SDiv:
7025   case Instruction::UDiv:
7026     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
7027     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
7028     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
7029     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
7030     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
7031     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
7032     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
7033       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
7034                                           DivRHS))
7035         return R;
7036     break;
7037
7038   case Instruction::Add:
7039     // Fold: icmp pred (add, X, C1), C2
7040
7041     if (!ICI.isEquality()) {
7042       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
7043       if (!LHSC) break;
7044       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
7045
7046       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
7047                             .subtract(LHSV);
7048
7049       if (ICI.isSigned()) {
7050         if (CR.getLower().isSignBit()) {
7051           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
7052                               ConstantInt::get(*Context, CR.getUpper()));
7053         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
7054           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
7055                               ConstantInt::get(*Context, CR.getLower()));
7056         }
7057       } else {
7058         if (CR.getLower().isMinValue()) {
7059           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
7060                               ConstantInt::get(*Context, CR.getUpper()));
7061         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
7062           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
7063                               ConstantInt::get(*Context, CR.getLower()));
7064         }
7065       }
7066     }
7067     break;
7068   }
7069   
7070   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
7071   if (ICI.isEquality()) {
7072     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7073     
7074     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
7075     // the second operand is a constant, simplify a bit.
7076     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
7077       switch (BO->getOpcode()) {
7078       case Instruction::SRem:
7079         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
7080         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
7081           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
7082           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
7083             Value *NewRem =
7084               Builder->CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
7085                                   BO->getName());
7086             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem,
7087                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
7088           }
7089         }
7090         break;
7091       case Instruction::Add:
7092         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
7093         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
7094           if (BO->hasOneUse())
7095             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
7096                                 ConstantExpr::getSub(RHS, BOp1C));
7097         } else if (RHSV == 0) {
7098           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
7099           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
7100           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
7101           
7102           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
7103             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
7104           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
7105             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
7106           else if (BO->hasOneUse()) {
7107             Value *Neg = Builder->CreateNeg(BOp1);
7108             Neg->takeName(BO);
7109             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
7110           }
7111         }
7112         break;
7113       case Instruction::Xor:
7114         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
7115         // the explicit xor.
7116         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
7117           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
7118                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
7119         
7120         // FALLTHROUGH
7121       case Instruction::Sub:
7122         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
7123         if (RHSV == 0)
7124           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
7125                               BO->getOperand(1));
7126         break;
7127         
7128       case Instruction::Or:
7129         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
7130         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
7131         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
7132           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
7133           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
7134             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
7135                                        ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context), 
7136                                        isICMP_NE));
7137         }
7138         break;
7139         
7140       case Instruction::And:
7141         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
7142           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
7143           // comparison can never succeed!
7144           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
7145             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
7146                                        ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context),
7147                                        isICMP_NE));
7148           
7149           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
7150           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
7151             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
7152                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
7153                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
7154           
7155           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
7156           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
7157             Value *X = BO->getOperand(0);
7158             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
7159             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
7160               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
7161             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
7162           }
7163           
7164           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
7165           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
7166             Value *X = BO->getOperand(0);
7167             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
7168             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
7169               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
7170             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
7171           }
7172         }
7173       default: break;
7174       }
7175     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
7176       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
7177       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
7178         Worklist.Add(II);
7179         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
7180         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(*Context, RHSV.byteSwap()));
7181         return &ICI;
7182       }
7183     }
7184   }
7185   return 0;
7186 }
7187
7188 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
7189 /// We only handle extending casts so far.
7190 ///
7191 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
7192   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
7193   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
7194   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
7195   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
7196   Value *RHSCIOp;
7197
7198   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
7199   // integer type is the same size as the pointer type.
7200   if (TD && LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
7201       TD->getPointerSizeInBits() ==
7202          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
7203     Value *RHSOp = 0;
7204     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
7205       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
7206     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
7207       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
7208       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
7209       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
7210         RHSOp = Builder->CreateBitCast(RHSOp, LHSCIOp->getType());
7211     }
7212
7213     if (RHSOp)
7214       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
7215   }
7216   
7217   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
7218   // Enforce this.
7219   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
7220       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
7221     return 0;
7222
7223   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
7224   bool isSignedCmp = ICI.isSigned();
7225
7226   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
7227     // Not an extension from the same type?
7228     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
7229     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
7230       return 0;
7231     
7232     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
7233     // and the other is a zext), then we can't handle this.
7234     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
7235       return 0;
7236
7237     // Deal with equality cases early.
7238     if (ICI.isEquality())
7239       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7240
7241     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
7242     // signed comparison.
7243     if (isSignedCmp && isSignedExt)
7244       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7245
7246     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
7247     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7248   }
7249
7250   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
7251   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
7252   if (!CI)
7253     return 0;
7254
7255   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
7256   // reextended to DestTy.
7257   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
7258   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(),
7259                                                 Res1, DestTy);
7260
7261   // If the re-extended constant didn't change...
7262   if (Res2 == CI) {
7263     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
7264     // For example, we might have:
7265     //    %A = sext i16 %X to i32
7266     //    %B = icmp ugt i32 %A, 1330
7267     // It is incorrect to transform this into 
7268     //    %B = icmp ugt i16 %X, 1330
7269     // because %A may have negative value. 
7270     //
7271     // However, we allow this when the compare is EQ/NE, because they are
7272     // signless.
7273     if (isSignedExt == isSignedCmp || ICI.isEquality())
7274       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
7275     return 0;
7276   }
7277
7278   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
7279   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
7280
7281   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
7282   // point so handle the ICI.isEquality() cases
7283   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7284     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(*Context));
7285   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7286     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(*Context));
7287
7288   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
7289   // should have been folded away previously and not enter in here.
7290   Value *Result;
7291   if (isSignedCmp) {
7292     // We're performing a signed comparison.
7293     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
7294       Result = ConstantInt::getFalse(*Context);          // X < (small) --> false
7295     else
7296       Result = ConstantInt::getTrue(*Context);           // X < (large) --> true
7297   } else {
7298     // We're performing an unsigned comparison.
7299     if (isSignedExt) {
7300       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
7301       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
7302       Constant *NegOne = Constant::getAllOnesValue(SrcTy);
7303       Result = Builder->CreateICmpSGT(LHSCIOp, NegOne, ICI.getName());
7304     } else {
7305       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
7306       Result = ConstantInt::getTrue(*Context);
7307     }
7308   }
7309
7310   // Finally, return the value computed.
7311   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
7312       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
7313     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
7314
7315   assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
7316           ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
7317          "ICmp should be folded!");
7318   if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
7319     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
7320   return BinaryOperator::CreateNot(Result);
7321 }
7322
7323 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
7324   return commonShiftTransforms(I);
7325 }
7326
7327 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
7328   return commonShiftTransforms(I);
7329 }
7330
7331 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
7332   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
7333     return R;
7334   
7335   Value *Op0 = I.getOperand(0);
7336   
7337   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
7338   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
7339     if (CSI->isAllOnesValue())
7340       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
7341
7342   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
7343   if (MaskedValueIsZero(Op0,
7344                         APInt::getSignBit(I.getType()->getScalarSizeInBits())))
7345     return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, I.getOperand(1));
7346
7347   // Arithmetic shifting an all-sign-bit value is a no-op.
7348   unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op0);
7349   if (NumSignBits == Op0->getType()->getScalarSizeInBits())
7350     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7351
7352   return 0;
7353 }
7354
7355 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
7356   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
7357   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
7358
7359   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
7360   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
7361   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
7362       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
7363     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7364   
7365   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
7366     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
7367       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7368     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
7369       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
7370   }
7371   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
7372     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
7373       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
7374     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
7375       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
7376   }
7377
7378   // See if we can fold away this shift.
7379   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
7380     return &I;
7381
7382   // Try to fold constant and into select arguments.
7383   if (isa<Constant>(Op0))
7384     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
7385       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7386         return R;
7387
7388   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
7389     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
7390       return Res;
7391   return 0;
7392 }
7393
7394 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
7395                                                BinaryOperator &I) {
7396   bool isLeftShift = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
7397
7398   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
7399   // purpose is to compute bits we don't care about.
7400   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getScalarSizeInBits();
7401   
7402   // shl i32 X, 32 = 0 and srl i8 Y, 9 = 0, ... just don't eliminate
7403   // a signed shift.
7404   //
7405   if (Op1->uge(TypeBits)) {
7406     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
7407       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
7408     else {
7409       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
7410       return &I;
7411     }
7412   }
7413   
7414   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
7415   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
7416     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
7417       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
7418         return BinaryOperator::CreateMul(BO->getOperand(0),
7419                                         ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
7420   
7421   // Try to fold constant and into select arguments.
7422   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
7423     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7424       return R;
7425   if (isa<PHINode>(Op0))
7426     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
7427       return NV;
7428   
7429   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
7430   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
7431     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
7432     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
7433     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
7434     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
7435     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
7436     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
7437     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
7438         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
7439       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
7440       Constant *ShAmt = ConstantExpr::getZExt(Op1, TrOp->getType());
7441       // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
7442       Value *NSh = Builder->CreateBinOp(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,I.getName());
7443
7444       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
7445       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
7446       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
7447       // other xforms later if dead.
7448       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getScalarSizeInBits();
7449       unsigned DstSize = TI->getType()->getScalarSizeInBits();
7450       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
7451       
7452       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
7453       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
7454       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
7455       // mask as appropriate.
7456       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
7457         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
7458       else {
7459         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
7460         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
7461       }
7462
7463       // shift1 & 0x00FF
7464       Value *And = Builder->CreateAnd(NSh, ConstantInt::get(*Context, MaskV),
7465                                       TI->getName());
7466
7467       // Return the value truncated to the interesting size.
7468       return new TruncInst(And, I.getType());
7469     }
7470   }
7471   
7472   if (Op0->hasOneUse()) {
7473     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
7474       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7475       Value *V1, *V2;
7476       ConstantInt *CC;
7477       switch (Op0BO->getOpcode()) {
7478         default: break;
7479         case Instruction::Add:
7480         case Instruction::And:
7481         case Instruction::Or:
7482         case Instruction::Xor: {
7483           // These operators commute.
7484           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7485           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
7486               match(Op0BO->getOperand(1), m_Shr(m_Value(V1),
7487                     m_Specific(Op1)))) {
7488             Value *YS =         // (Y << C)
7489               Builder->CreateShl(Op0BO->getOperand(0), Op1, Op0BO->getName());
7490             // (X + (Y << C))
7491             Value *X = Builder->CreateBinOp(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
7492                                             Op0BO->getOperand(1)->getName());
7493             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7494             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(*Context,
7495                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7496           }
7497           
7498           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
7499           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
7500           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
7501               match(Op0BOOp1, 
7502                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)),
7503                           m_ConstantInt(CC))) &&
7504               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7505             Value *YS =   // (Y << C)
7506               Builder->CreateShl(Op0BO->getOperand(0), Op1,
7507                                            Op0BO->getName());
7508             // X & (CC << C)
7509             Value *XM = Builder->CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
7510                                            V1->getName()+".mask");
7511             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
7512           }
7513         }
7514           
7515         // FALL THROUGH.
7516         case Instruction::Sub: {
7517           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7518           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7519               match(Op0BO->getOperand(0), m_Shr(m_Value(V1),
7520                     m_Specific(Op1)))) {
7521             Value *YS =  // (Y << C)
7522               Builder->CreateShl(Op0BO->getOperand(1), Op1, Op0BO->getName());
7523             // (X + (Y << C))
7524             Value *X = Builder->CreateBinOp(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
7525                                             Op0BO->getOperand(0)->getName());
7526             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7527             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(*Context,
7528                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7529           }
7530           
7531           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
7532           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7533               match(Op0BO->getOperand(0),
7534                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
7535                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
7536               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
7537                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7538             Value *YS = // (Y << C)
7539               Builder->CreateShl(Op0BO->getOperand(1), Op1, Op0BO->getName());
7540             // X & (CC << C)
7541             Value *XM = Builder->CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
7542                                            V1->getName()+".mask");
7543             
7544             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
7545           }
7546           
7547           break;
7548         }
7549       }
7550       
7551       
7552       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
7553       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
7554       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
7555         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
7556         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
7557         
7558         switch (Op0BO->getOpcode()) {
7559           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
7560           case Instruction::Add:
7561             isValid = isLeftShift;
7562             break;
7563           case Instruction::Or:
7564           case Instruction::Xor:
7565             highBitSet = false;
7566             break;
7567           case Instruction::And:
7568             highBitSet = true;
7569             break;
7570         }
7571         
7572         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
7573         // by the logical operation, do not perform the transformation.
7574         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
7575         // the constant which would cause it to be modified for this
7576         // operation.
7577         //
7578         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
7579           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
7580         
7581         if (isValid) {
7582           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
7583           
7584           Value *NewShift =
7585             Builder->CreateBinOp(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
7586           NewShift->takeName(Op0BO);
7587           
7588           return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
7589                                         NewRHS);
7590         }
7591       }
7592     }
7593   }
7594   
7595   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
7596   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
7597   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
7598     ShiftOp = 0;
7599   
7600   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
7601     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
7602     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
7603     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7604     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
7605     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
7606     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
7607     
7608     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
7609     
7610     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
7611     
7612     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
7613     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
7614       // If this is oversized composite shift, then unsigned shifts get 0, ashr
7615       // saturates.
7616       if (AmtSum >= TypeBits) {
7617         if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
7618           return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
7619         AmtSum = TypeBits-1;  // Saturate to 31 for i32 ashr.
7620       }
7621       
7622       return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), X,
7623                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7624     }
7625     
7626     if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
7627         I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
7628       if (AmtSum >= TypeBits)
7629         return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
7630       
7631       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
7632       return BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7633     }
7634     
7635     if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
7636         I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7637       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
7638       if (AmtSum >= TypeBits)
7639         AmtSum = TypeBits-1;
7640       
7641       Value *Shift = Builder->CreateAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7642
7643       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7644       return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(*Context, Mask));
7645     }
7646     
7647     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
7648     // right.  See if the amounts are equal.
7649     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
7650       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
7651       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7652         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7653         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(*Context, Mask));
7654       }
7655       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
7656       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7657         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7658         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(*Context, Mask));
7659       }
7660       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
7661       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
7662       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
7663       // generators.
7664       const Type *SExtType = 0;
7665       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
7666       case 1  :
7667       case 8  :
7668       case 16 :
7669       case 32 :
7670       case 64 :
7671       case 128:
7672         SExtType = IntegerType::get(*Context, Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
7673         break;
7674       default: break;
7675       }
7676       if (SExtType)
7677         return new SExtInst(Builder->CreateTrunc(X, SExtType, "sext"), Ty);
7678       // Otherwise, we can't handle it yet.
7679     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
7680       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
7681       
7682       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
7683       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7684         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7685                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7686         Value *Shift = Builder->CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7687         
7688         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7689         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift,
7690                                          ConstantInt::get(*Context, Mask));
7691       }
7692       
7693       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
7694       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7695         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7696         Value *Shift = Builder->CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7697         
7698         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7699         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift,
7700                                          ConstantInt::get(*Context, Mask));
7701       }
7702       
7703       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
7704     } else {
7705       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
7706       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
7707
7708       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
7709       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7710         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7711                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7712         Value *Shift = Builder->CreateBinOp(ShiftOp->getOpcode(), X,
7713                                             ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7714         
7715         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7716         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift,
7717                                          ConstantInt::get(*Context, Mask));
7718       }
7719       
7720       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
7721       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7722         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7723         Value *Shift = Builder->CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7724         
7725         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7726         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift,
7727                                          ConstantInt::get(*Context, Mask));
7728       }
7729       
7730       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
7731     }
7732   }
7733   return 0;
7734 }
7735
7736
7737 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
7738 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
7739 /// X*Scale+Offset.
7740 ///
7741 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
7742                                         int &Offset, LLVMContext *Context) {
7743   assert(Val->getType() == Type::getInt32Ty(*Context) && 
7744          "Unexpected allocation size type!");
7745   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
7746     Offset = CI->getZExtValue();
7747     Scale  = 0;
7748     return ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), 0);
7749   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
7750     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7751       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
7752         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
7753         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
7754         Offset = 0;
7755         return I->getOperand(0);
7756       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
7757         // This value is scaled by 'RHS'.
7758         Scale = RHS->getZExtValue();
7759         Offset = 0;
7760         return I->getOperand(0);
7761       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
7762         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
7763         // where C1 is divisible by C2.
7764         unsigned SubScale;
7765         Value *SubVal = 
7766           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale,
7767                                     Offset, Context);
7768         Offset += RHS->getZExtValue();
7769         Scale = SubScale;
7770         return SubVal;
7771       }
7772     }
7773   }
7774
7775   // Otherwise, we can't look past this.
7776   Scale = 1;
7777   Offset = 0;
7778   return Val;
7779 }
7780
7781
7782 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
7783 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
7784 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
7785                                                    AllocaInst &AI) {
7786   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
7787   
7788   BuilderTy AllocaBuilder(*Builder);
7789   AllocaBuilder.SetInsertPoint(AI.getParent(), &AI);
7790   
7791   // Remove any uses of AI that are dead.
7792   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
7793   
7794   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
7795     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
7796     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
7797       while (UI != E && *UI == User)
7798         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
7799       
7800       ++NumDeadInst;
7801       DEBUG(errs() << "IC: DCE: " << *User << '\n');
7802       EraseInstFromFunction(*User);
7803     }
7804   }
7805
7806   // This requires TargetData to get the alloca alignment and size information.
7807   if (!TD) return 0;
7808
7809   // Get the type really allocated and the type casted to.
7810   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
7811   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
7812   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
7813
7814   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
7815   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
7816   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
7817
7818   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
7819   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
7820   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.  (A reference
7821   // from a dbg.declare doesn't count as a use for this purpose.)
7822   if (!AI.hasOneUse() && !hasOneUsePlusDeclare(&AI) &&
7823       CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
7824
7825   uint64_t AllocElTySize = TD->getTypeAllocSize(AllocElTy);
7826   uint64_t CastElTySize = TD->getTypeAllocSize(CastElTy);
7827   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
7828
7829   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
7830   // size argument.
7831   unsigned ArraySizeScale;
7832   int ArrayOffset;
7833   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
7834     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale,
7835                               ArrayOffset, Context);
7836  
7837   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
7838   // do the xform.
7839   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
7840       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
7841
7842   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
7843   Value *Amt = 0;
7844   if (Scale == 1) {
7845     Amt = NumElements;
7846   } else {
7847     Amt = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), Scale);
7848     // Insert before the alloca, not before the cast.
7849     Amt = AllocaBuilder.CreateMul(Amt, NumElements, "tmp");
7850   }
7851   
7852   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
7853     Value *Off = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), Offset, true);
7854     Amt = AllocaBuilder.CreateAdd(Amt, Off, "tmp");
7855   }
7856   
7857   AllocaInst *New = AllocaBuilder.CreateAlloca(CastElTy, Amt);
7858   New->setAlignment(AI.getAlignment());
7859   New->takeName(&AI);
7860   
7861   // If the allocation has one real use plus a dbg.declare, just remove the
7862   // declare.
7863   if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(&AI)) {
7864     EraseInstFromFunction(*DI);
7865   }
7866   // If the allocation has multiple real uses, insert a cast and change all
7867   // things that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it
7868   // will die soon.
7869   else if (!AI.hasOneUse()) {
7870     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
7871     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
7872     Value *NewCast = AllocaBuilder.CreateBitCast(New, AI.getType(), "tmpcast");
7873     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
7874   }
7875   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
7876 }
7877
7878 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
7879 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
7880 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
7881 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
7882 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
7883 ///
7884 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
7885 /// extension operation if Ty is larger.
7886 ///
7887 /// If CastOpc is a truncation, then Ty will be a type smaller than V.  We
7888 /// should return true if trunc(V) can be computed by computing V in the smaller
7889 /// type.  If V is an instruction, then trunc(inst(x,y)) can be computed as
7890 /// inst(trunc(x),trunc(y)), which only makes sense if x and y can be
7891 /// efficiently truncated.
7892 ///
7893 /// If CastOpc is a sext or zext, we are asking if the low bits of the value can
7894 /// bit computed in a larger type, which is then and'd or sext_in_reg'd to get
7895 /// the final result.
7896 bool InstCombiner::CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty,
7897                                               unsigned CastOpc,
7898                                               int &NumCastsRemoved){
7899   // We can always evaluate constants in another type.
7900   if (isa<Constant>(V))
7901     return true;
7902   
7903   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
7904   if (!I) return false;
7905   
7906   const Type *OrigTy = V->getType();
7907   
7908   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
7909   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
7910     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
7911     // it, and this will remove a cast overall.
7912     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
7913       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
7914       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
7915       // casts first.
7916       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)) && I->hasOneUse())
7917         ++NumCastsRemoved;
7918       return true;
7919     }
7920   }
7921
7922   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
7923   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
7924   if (!I->hasOneUse()) return false;
7925
7926   unsigned Opc = I->getOpcode();
7927   switch (Opc) {
7928   case Instruction::Add:
7929   case Instruction::Sub:
7930   case Instruction::Mul:
7931   case Instruction::And:
7932   case Instruction::Or:
7933   case Instruction::Xor:
7934     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
7935     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7936                                       NumCastsRemoved) &&
7937            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7938                                       NumCastsRemoved);
7939
7940   case Instruction::UDiv:
7941   case Instruction::URem: {
7942     // UDiv and URem can be truncated if all the truncated bits are zero.
7943     uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
7944     uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
7945     if (BitWidth < OrigBitWidth) {
7946       APInt Mask = APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth);
7947       if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(0), Mask) &&
7948           MaskedValueIsZero(I->getOperand(1), Mask)) {
7949         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7950                                           NumCastsRemoved) &&
7951                CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7952                                           NumCastsRemoved);
7953       }
7954     }
7955     break;
7956   }
7957   case Instruction::Shl:
7958     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
7959     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
7960     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7961       uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
7962       if (BitWidth < OrigTy->getScalarSizeInBits() &&
7963           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
7964         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7965                                           NumCastsRemoved);
7966     }
7967     break;
7968   case Instruction::LShr:
7969     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
7970     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
7971     // already zeros.
7972     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7973       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
7974       uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
7975       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
7976           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
7977             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
7978           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
7979         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7980                                           NumCastsRemoved);
7981       }
7982     }
7983     break;
7984   case Instruction::ZExt:
7985   case Instruction::SExt:
7986   case Instruction::Trunc:
7987     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
7988     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
7989     // of casts in the input.
7990     if (Opc == CastOpc)
7991       return true;
7992
7993     // sext (zext ty1), ty2 -> zext ty2
7994     if (CastOpc == Instruction::SExt && Opc == Instruction::ZExt)
7995       return true;
7996     break;
7997   case Instruction::Select: {
7998     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
7999     return CanEvaluateInDifferentType(SI->getTrueValue(), Ty, CastOpc,
8000                                       NumCastsRemoved) &&
8001            CanEvaluateInDifferentType(SI->getFalseValue(), Ty, CastOpc,
8002                                       NumCastsRemoved);
8003   }
8004   case Instruction::PHI: {
8005     // We can change a phi if we can change all operands.
8006     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
8007     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
8008       if (!CanEvaluateInDifferentType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CastOpc,
8009                                       NumCastsRemoved))
8010         return false;
8011     return true;
8012   }
8013   default:
8014     // TODO: Can handle more cases here.
8015     break;
8016   }
8017   
8018   return false;
8019 }
8020
8021 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
8022 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
8023 /// evaluate the expression.
8024 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
8025                                              bool isSigned) {
8026   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
8027     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty,
8028                                                isSigned /*Sext or ZExt*/);
8029
8030   // Otherwise, it must be an instruction.
8031   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
8032   Instruction *Res = 0;
8033   unsigned Opc = I->getOpcode();
8034   switch (Opc) {
8035   case Instruction::Add:
8036   case Instruction::Sub:
8037   case Instruction::Mul:
8038   case Instruction::And:
8039   case Instruction::Or:
8040   case Instruction::Xor:
8041   case Instruction::AShr:
8042   case Instruction::LShr:
8043   case Instruction::Shl:
8044   case Instruction::UDiv:
8045   case Instruction::URem: {
8046     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
8047     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
8048     Res = BinaryOperator::Create((Instruction::BinaryOps)Opc, LHS, RHS);
8049     break;
8050   }    
8051   case Instruction::Trunc:
8052   case Instruction::ZExt:
8053   case Instruction::SExt:
8054     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
8055     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
8056     // new.
8057     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
8058       return I->getOperand(0);
8059     
8060     // Otherwise, must be the same type of cast, so just reinsert a new one.
8061     Res = CastInst::Create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
8062                            Ty);
8063     break;
8064   case Instruction::Select: {
8065     Value *True = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
8066     Value *False = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(2), Ty, isSigned);
8067     Res = SelectInst::Create(I->getOperand(0), True, False);
8068     break;
8069   }
8070   case Instruction::PHI: {
8071     PHINode *OPN = cast<PHINode>(I);
8072     PHINode *NPN = PHINode::Create(Ty);
8073     for (unsigned i = 0, e = OPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8074       Value *V =EvaluateInDifferentType(OPN->getIncomingValue(i), Ty, isSigned);
8075       NPN->addIncoming(V, OPN->getIncomingBlock(i));
8076     }
8077     Res = NPN;
8078     break;
8079   }
8080   default: 
8081     // TODO: Can handle more cases here.
8082     llvm_unreachable("Unreachable!");
8083     break;
8084   }
8085   
8086   Res->takeName(I);
8087   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
8088 }
8089
8090 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
8091 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
8092   Value *Src = CI.getOperand(0);
8093
8094   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
8095   // eliminate it now.
8096   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8097     if (Instruction::CastOps opc = 
8098         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
8099       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
8100       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
8101       return CastInst::Create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
8102     }
8103   }
8104
8105   // If we are casting a select then fold the cast into the select
8106   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
8107     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
8108       return NV;
8109
8110   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
8111   if (isa<PHINode>(Src))
8112     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
8113       return NV;
8114   
8115   return 0;
8116 }
8117
8118 /// FindElementAtOffset - Given a type and a constant offset, determine whether
8119 /// or not there is a sequence of GEP indices into the type that will land us at
8120 /// the specified offset.  If so, fill them into NewIndices and return the
8121 /// resultant element type, otherwise return null.
8122 static const Type *FindElementAtOffset(const Type *Ty, int64_t Offset, 
8123                                        SmallVectorImpl<Value*> &NewIndices,
8124                                        const TargetData *TD,
8125                                        LLVMContext *Context) {
8126   if (!TD) return 0;
8127   if (!Ty->isSized()) return 0;
8128   
8129   // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
8130   // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
8131   // is something like [0 x {int, int}]
8132   const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(*Context);
8133   int64_t FirstIdx = 0;
8134   if (int64_t TySize = TD->getTypeAllocSize(Ty)) {
8135     FirstIdx = Offset/TySize;
8136     Offset -= FirstIdx*TySize;
8137     
8138     // Handle hosts where % returns negative instead of values [0..TySize).
8139     if (Offset < 0) {
8140       --FirstIdx;
8141       Offset += TySize;
8142       assert(Offset >= 0);
8143     }
8144     assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize && "Out of range offset");
8145   }
8146   
8147   NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
8148     
8149   // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
8150   while (Offset) {
8151     // Indexing into tail padding between struct/array elements.
8152     if (uint64_t(Offset*8) >= TD->getTypeSizeInBits(Ty))
8153       return 0;
8154     
8155     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
8156       const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
8157       assert(Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes() &&
8158              "Offset must stay within the indexed type");
8159       
8160       unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
8161       NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), Elt));
8162       
8163       Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
8164       Ty = STy->getElementType(Elt);
8165     } else if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
8166       uint64_t EltSize = TD->getTypeAllocSize(AT->getElementType());
8167       assert(EltSize && "Cannot index into a zero-sized array");
8168       NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
8169       Offset %= EltSize;
8170       Ty = AT->getElementType();
8171     } else {
8172       // Otherwise, we can't index into the middle of this atomic type, bail.
8173       return 0;
8174     }
8175   }
8176   
8177   return Ty;
8178 }
8179
8180 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
8181 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
8182   Value *Src = CI.getOperand(0);
8183   
8184   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
8185     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
8186     // this into a cast of the original pointer!
8187     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
8188       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
8189       // here because the pointer operand is being replaced with another 
8190       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
8191       Worklist.Add(GEP);
8192       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
8193       return &CI;
8194     }
8195     
8196     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
8197     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
8198     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
8199     // non-type-safe code.
8200     if (TD && GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
8201       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
8202         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
8203         ConstantInt *OffsetV =
8204                       cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
8205         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
8206         
8207         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
8208         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
8209         const Type *GEPIdxTy =
8210           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
8211         SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
8212         if (FindElementAtOffset(GEPIdxTy, Offset, NewIndices, TD, Context)) {
8213           // If we were able to index down into an element, create the GEP
8214           // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
8215           // two.
8216           Value *NGEP = cast<GEPOperator>(GEP)->isInBounds() ?
8217             Builder->CreateInBoundsGEP(OrigBase,
8218                                        NewIndices.begin(), NewIndices.end()) :
8219             Builder->CreateGEP(OrigBase, NewIndices.begin(), NewIndices.end());
8220           NGEP->takeName(GEP);
8221           
8222           if (isa<BitCastInst>(CI))
8223             return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
8224           assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
8225           return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
8226         }
8227       }      
8228     }
8229   }
8230     
8231   return commonCastTransforms(CI);
8232 }
8233
8234 /// isSafeIntegerType - Return true if this is a basic integer type, not a crazy
8235 /// type like i42.  We don't want to introduce operations on random non-legal
8236 /// integer types where they don't already exist in the code.  In the future,
8237 /// we should consider making this based off target-data, so that 32-bit targets
8238 /// won't get i64 operations etc.
8239 static bool isSafeIntegerType(const Type *Ty) {
8240   switch (Ty->getPrimitiveSizeInBits()) {
8241   case 8:
8242   case 16:
8243   case 32:
8244   case 64:
8245     return true;
8246   default: 
8247     return false;
8248   }
8249 }
8250
8251 /// commonIntCastTransforms - This function implements the common transforms
8252 /// for trunc, zext, and sext.
8253 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
8254   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8255     return Result;
8256
8257   Value *Src = CI.getOperand(0);
8258   const Type *SrcTy = Src->getType();
8259   const Type *DestTy = CI.getType();
8260   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
8261   uint32_t DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
8262
8263   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
8264   // purpose is to compute bits we don't care about.
8265   if (SimplifyDemandedInstructionBits(CI))
8266     return &CI;
8267
8268   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
8269   // can't do anything more. 
8270   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
8271   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
8272     return 0;
8273
8274   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
8275   int NumCastsRemoved = 0;
8276   // Only do this if the dest type is a simple type, don't convert the
8277   // expression tree to something weird like i93 unless the source is also
8278   // strange.
8279   if ((isSafeIntegerType(DestTy->getScalarType()) ||
8280        !isSafeIntegerType(SrcI->getType()->getScalarType())) &&
8281       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy,
8282                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
8283     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
8284     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
8285     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
8286     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
8287     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
8288     // require that two casts have been eliminated.
8289     bool DoXForm = false;
8290     bool JustReplace = false;
8291     switch (CI.getOpcode()) {
8292     default:
8293       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
8294       // get here because of the check above.
8295       llvm_unreachable("Unknown cast type");
8296     case Instruction::Trunc:
8297       DoXForm = true;
8298       break;
8299     case Instruction::ZExt: {
8300       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
8301       if (!DoXForm && 0) {
8302         // If it's unnecessary to issue an AND to clear the high bits, it's
8303         // always profitable to do this xform.
8304         Value *TryRes = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, false);
8305         APInt Mask(APInt::getBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize, DestBitSize));
8306         if (MaskedValueIsZero(TryRes, Mask))
8307           return ReplaceInstUsesWith(CI, TryRes);
8308         
8309         if (Instruction *TryI = dyn_cast<Instruction>(TryRes))
8310           if (TryI->use_empty())
8311             EraseInstFromFunction(*TryI);
8312       }
8313       break;
8314     }
8315     case Instruction::SExt: {
8316       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
8317       if (!DoXForm && !isa<TruncInst>(SrcI) && 0) {
8318         // If we do not have to emit the truncate + sext pair, then it's always
8319         // profitable to do this xform.
8320         //
8321         // It's not safe to eliminate the trunc + sext pair if one of the
8322         // eliminated cast is a truncate. e.g.
8323         // t2 = trunc i32 t1 to i16
8324         // t3 = sext i16 t2 to i32
8325         // !=
8326         // i32 t1
8327         Value *TryRes = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, true);
8328         unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(TryRes);
8329         if (NumSignBits > (DestBitSize - SrcBitSize))
8330           return ReplaceInstUsesWith(CI, TryRes);
8331         
8332         if (Instruction *TryI = dyn_cast<Instruction>(TryRes))
8333           if (TryI->use_empty())
8334             EraseInstFromFunction(*TryI);
8335       }
8336       break;
8337     }
8338     }
8339     
8340     if (DoXForm) {
8341       DEBUG(errs() << "ICE: EvaluateInDifferentType converting expression type"
8342             " to avoid cast: " << CI);
8343       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
8344                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
8345       if (JustReplace)
8346         // Just replace this cast with the result.
8347         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8348
8349       assert(Res->getType() == DestTy);
8350       switch (CI.getOpcode()) {
8351       default: llvm_unreachable("Unknown cast type!");
8352       case Instruction::Trunc:
8353         // Just replace this cast with the result.
8354         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8355       case Instruction::ZExt: {
8356         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
8357
8358         // If the high bits are already zero, just replace this cast with the
8359         // result.
8360         APInt Mask(APInt::getBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize, DestBitSize));
8361         if (MaskedValueIsZero(Res, Mask))
8362           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8363
8364         // We need to emit an AND to clear the high bits.
8365         Constant *C = ConstantInt::get(*Context, 
8366                                  APInt::getLowBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize));
8367         return BinaryOperator::CreateAnd(Res, C);
8368       }
8369       case Instruction::SExt: {
8370         // If the high bits are already filled with sign bit, just replace this
8371         // cast with the result.
8372         unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Res);
8373         if (NumSignBits > (DestBitSize - SrcBitSize))
8374           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8375
8376         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
8377         return new SExtInst(Builder->CreateTrunc(Res, Src->getType()), DestTy);
8378       }
8379       }
8380     }
8381   }
8382   
8383   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
8384   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
8385
8386   switch (SrcI->getOpcode()) {
8387   case Instruction::Add:
8388   case Instruction::Mul:
8389   case Instruction::And:
8390   case Instruction::Or:
8391   case Instruction::Xor:
8392     // If we are discarding information, rewrite.
8393     if (DestBitSize < SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
8394       // Don't insert two casts unless at least one can be eliminated.
8395       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) ||
8396           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
8397         Value *Op0c = Builder->CreateTrunc(Op0, DestTy, Op0->getName());
8398         Value *Op1c = Builder->CreateTrunc(Op1, DestTy, Op1->getName());
8399         return BinaryOperator::Create(
8400             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
8401       }
8402     }
8403
8404     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
8405     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
8406         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
8407         Op1 == ConstantInt::getTrue(*Context) &&
8408         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
8409       Value *New = Builder->CreateZExt(Op0, DestTy, Op0->getName());
8410       return BinaryOperator::CreateXor(New,
8411                                       ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
8412     }
8413     break;
8414
8415   case Instruction::Shl: {
8416     // Canonicalize trunc inside shl, if we can.
8417     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1);
8418     if (CI && DestBitSize < SrcBitSize &&
8419         CI->getLimitedValue(DestBitSize) < DestBitSize) {
8420       Value *Op0c = Builder->CreateTrunc(Op0, DestTy, Op0->getName());
8421       Value *Op1c = Builder->CreateTrunc(Op1, DestTy, Op1->getName());
8422       return BinaryOperator::CreateShl(Op0c, Op1c);
8423     }
8424     break;
8425   }
8426   }
8427   return 0;
8428 }
8429
8430 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
8431   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8432     return Result;
8433   
8434   Value *Src = CI.getOperand(0);
8435   const Type *Ty = CI.getType();
8436   uint32_t DestBitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
8437   uint32_t SrcBitWidth = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8438
8439   // Canonicalize trunc x to i1 -> (icmp ne (and x, 1), 0)
8440   if (DestBitWidth == 1) {
8441     Constant *One = ConstantInt::get(Src->getType(), 1);
8442     Src = Builder->CreateAnd(Src, One, "tmp");
8443     Value *Zero = Constant::getNullValue(Src->getType());
8444     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Src, Zero);
8445   }
8446
8447   // Optimize trunc(lshr(), c) to pull the shift through the truncate.
8448   ConstantInt *ShAmtV = 0;
8449   Value *ShiftOp = 0;
8450   if (Src->hasOneUse() &&
8451       match(Src, m_LShr(m_Value(ShiftOp), m_ConstantInt(ShAmtV)))) {
8452     uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
8453     
8454     // Get a mask for the bits shifting in.
8455     APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
8456     if (MaskedValueIsZero(ShiftOp, Mask)) {
8457       if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
8458         return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
8459       
8460       // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
8461       // shift.
8462       Value *V1 = Builder->CreateTrunc(ShiftOp, Ty, ShiftOp->getName());
8463       Value *V2 = ConstantExpr::getTrunc(ShAmtV, Ty);
8464       return BinaryOperator::CreateLShr(V1, V2);
8465     }
8466   }
8467   
8468   return 0;
8469 }
8470
8471 /// transformZExtICmp - Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations
8472 /// in order to eliminate the icmp.
8473 Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
8474                                              bool DoXform) {
8475   // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8476   // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8477   // cast to integer to avoid the comparison.
8478   if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
8479     const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
8480       
8481     // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
8482     // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
8483     if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8484         (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())) {
8485       if (!DoXform) return ICI;
8486
8487       Value *In = ICI->getOperand(0);
8488       Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
8489                                    In->getType()->getScalarSizeInBits()-1);
8490       In = Builder->CreateLShr(In, Sh, In->getName()+".lobit");
8491       if (In->getType() != CI.getType())
8492         In = Builder->CreateIntCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/, "tmp");
8493
8494       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
8495         Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8496         In = Builder->CreateXor(In, One, In->getName()+".not");
8497       }
8498
8499       return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8500     }
8501       
8502       
8503       
8504     // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8505     // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8506     // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8507     // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8508     // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8509     // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8510     // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8511     // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8512     if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
8513         // This only works for EQ and NE
8514         ICI->isEquality()) {
8515       // If Op1C some other power of two, convert:
8516       uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
8517       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
8518       APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
8519       ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
8520         
8521       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
8522       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
8523         if (!DoXform) return ICI;
8524
8525         bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8526         if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
8527           // (X&4) == 2 --> false
8528           // (X&4) != 2 --> true
8529           Constant *Res = ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context), isNE);
8530           Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
8531           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8532         }
8533           
8534         uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
8535         Value *In = ICI->getOperand(0);
8536         if (ShiftAmt) {
8537           // Perform a logical shr by shiftamt.
8538           // Insert the shift to put the result in the low bit.
8539           In = Builder->CreateLShr(In, ConstantInt::get(In->getType(),ShiftAmt),
8540                                    In->getName()+".lobit");
8541         }
8542           
8543         if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
8544           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8545           In = Builder->CreateXor(In, One, "tmp");
8546         }
8547           
8548         if (CI.getType() == In->getType())
8549           return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8550         else
8551           return CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8552       }
8553     }
8554   }
8555
8556   return 0;
8557 }
8558
8559 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
8560   // If one of the common conversion will work ..
8561   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8562     return Result;
8563
8564   Value *Src = CI.getOperand(0);
8565
8566   // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
8567   // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
8568   // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
8569   if (TruncInst *CSrc = dyn_cast<TruncInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8570     // Get the sizes of the types involved.  We know that the intermediate type
8571     // will be smaller than A or C, but don't know the relation between A and C.
8572     Value *A = CSrc->getOperand(0);
8573     unsigned SrcSize = A->getType()->getScalarSizeInBits();
8574     unsigned MidSize = CSrc->getType()->getScalarSizeInBits();
8575     unsigned DstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8576     // If we're actually extending zero bits, then if
8577     // SrcSize <  DstSize: zext(a & mask)
8578     // SrcSize == DstSize: a & mask
8579     // SrcSize  > DstSize: trunc(a) & mask
8580     if (SrcSize < DstSize) {
8581       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8582       Constant *AndConst = ConstantInt::get(A->getType(), AndValue);
8583       Value *And = Builder->CreateAnd(A, AndConst, CSrc->getName()+".mask");
8584       return new ZExtInst(And, CI.getType());
8585     }
8586     
8587     if (SrcSize == DstSize) {
8588       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8589       return BinaryOperator::CreateAnd(A, ConstantInt::get(A->getType(),
8590                                                            AndValue));
8591     }
8592     if (SrcSize > DstSize) {
8593       Value *Trunc = Builder->CreateTrunc(A, CI.getType(), "tmp");
8594       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(DstSize, MidSize));
8595       return BinaryOperator::CreateAnd(Trunc, 
8596                                        ConstantInt::get(Trunc->getType(),
8597                                                                AndValue));
8598     }
8599   }
8600
8601   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src))
8602     return transformZExtICmp(ICI, CI);
8603
8604   BinaryOperator *SrcI = dyn_cast<BinaryOperator>(Src);
8605   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Or) {
8606     // zext (or icmp, icmp) --> or (zext icmp), (zext icmp) if at least one
8607     // of the (zext icmp) will be transformed.
8608     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(0));
8609     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(1));
8610     if (LHS && RHS && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
8611         (transformZExtICmp(LHS, CI, false) ||
8612          transformZExtICmp(RHS, CI, false))) {
8613       Value *LCast = Builder->CreateZExt(LHS, CI.getType(), LHS->getName());
8614       Value *RCast = Builder->CreateZExt(RHS, CI.getType(), RHS->getName());
8615       return BinaryOperator::Create(Instruction::Or, LCast, RCast);
8616     }
8617   }
8618
8619   // zext(trunc(t) & C) -> (t & zext(C)).
8620   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::And && SrcI->hasOneUse())
8621     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1)))
8622       if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(SrcI->getOperand(0))) {
8623         Value *TI0 = TI->getOperand(0);
8624         if (TI0->getType() == CI.getType())
8625           return
8626             BinaryOperator::CreateAnd(TI0,
8627                                 ConstantExpr::getZExt(C, CI.getType()));
8628       }
8629
8630   // zext((trunc(t) & C) ^ C) -> ((t & zext(C)) ^ zext(C)).
8631   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor && SrcI->hasOneUse())
8632     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1)))
8633       if (BinaryOperator *And = dyn_cast<BinaryOperator>(SrcI->getOperand(0)))
8634         if (And->getOpcode() == Instruction::And && And->hasOneUse() &&
8635             And->getOperand(1) == C)
8636           if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(And->getOperand(0))) {
8637             Value *TI0 = TI->getOperand(0);
8638             if (TI0->getType() == CI.getType()) {
8639               Constant *ZC = ConstantExpr::getZExt(C, CI.getType());
8640               Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(TI0, ZC, "tmp");
8641               return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, ZC);
8642             }
8643           }
8644
8645   return 0;
8646 }
8647
8648 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
8649   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
8650     return I;
8651   
8652   Value *Src = CI.getOperand(0);
8653   
8654   // Canonicalize sign-extend from i1 to a select.
8655   if (Src->getType() == Type::getInt1Ty(*Context))
8656     return SelectInst::Create(Src,
8657                               Constant::getAllOnesValue(CI.getType()),
8658                               Constant::getNullValue(CI.getType()));
8659
8660   // See if the value being truncated is already sign extended.  If so, just
8661   // eliminate the trunc/sext pair.
8662   if (Operator::getOpcode(Src) == Instruction::Trunc) {
8663     Value *Op = cast<User>(Src)->getOperand(0);
8664     unsigned OpBits   = Op->getType()->getScalarSizeInBits();
8665     unsigned MidBits  = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8666     unsigned DestBits = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8667     unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op);
8668
8669     if (OpBits == DestBits) {
8670       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 24 sign
8671       // bits, it is already ready.
8672       if (NumSignBits > DestBits-MidBits)
8673         return ReplaceInstUsesWith(CI, Op);
8674     } else if (OpBits < DestBits) {
8675       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i64.  If Op has more than 24 sign
8676       // bits, just sext from i32.
8677       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8678         return new SExtInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8679     } else {
8680       // Op is i64, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 56 sign
8681       // bits, just truncate to i32.
8682       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8683         return new TruncInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8684     }
8685   }
8686
8687   // If the input is a shl/ashr pair of a same constant, then this is a sign
8688   // extension from a smaller value.  If we could trust arbitrary bitwidth
8689   // integers, we could turn this into a truncate to the smaller bit and then
8690   // use a sext for the whole extension.  Since we don't, look deeper and check
8691   // for a truncate.  If the source and dest are the same type, eliminate the
8692   // trunc and extend and just do shifts.  For example, turn:
8693   //   %a = trunc i32 %i to i8
8694   //   %b = shl i8 %a, 6
8695   //   %c = ashr i8 %b, 6
8696   //   %d = sext i8 %c to i32
8697   // into:
8698   //   %a = shl i32 %i, 30
8699   //   %d = ashr i32 %a, 30
8700   Value *A = 0;
8701   ConstantInt *BA = 0, *CA = 0;
8702   if (match(Src, m_AShr(m_Shl(m_Value(A), m_ConstantInt(BA)),
8703                         m_ConstantInt(CA))) &&
8704       BA == CA && isa<TruncInst>(A)) {
8705     Value *I = cast<TruncInst>(A)->getOperand(0);
8706     if (I->getType() == CI.getType()) {
8707       unsigned MidSize = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8708       unsigned SrcDstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8709       unsigned ShAmt = CA->getZExtValue()+SrcDstSize-MidSize;
8710       Constant *ShAmtV = ConstantInt::get(CI.getType(), ShAmt);
8711       I = Builder->CreateShl(I, ShAmtV, CI.getName());
8712       return BinaryOperator::CreateAShr(I, ShAmtV);
8713     }
8714   }
8715   
8716   return 0;
8717 }
8718
8719 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
8720 /// in the specified FP type without changing its value.
8721 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem,
8722                               LLVMContext *Context) {
8723   bool losesInfo;
8724   APFloat F = CFP->getValueAPF();
8725   (void)F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &losesInfo);
8726   if (!losesInfo)
8727     return ConstantFP::get(*Context, F);
8728   return 0;
8729 }
8730
8731 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
8732 /// through it until we get the source value.
8733 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V, LLVMContext *Context) {
8734   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
8735     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
8736       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0), Context);
8737   
8738   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
8739   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
8740   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
8741   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
8742     if (CFP->getType() == Type::getPPC_FP128Ty(*Context))
8743       return V;  // No constant folding of this.
8744     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
8745     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle, Context))
8746       return V;
8747     if (CFP->getType() == Type::getDoubleTy(*Context))
8748       return V;  // Won't shrink.
8749     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble, Context))
8750       return V;
8751     // Don't try to shrink to various long double types.
8752   }
8753   
8754   return V;
8755 }
8756
8757 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
8758   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8759     return I;
8760   
8761   // If we have fptrunc(fadd (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
8762   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
8763   // the add as the smaller type.  This applies to fadd/fsub/fmul/fdiv as well as
8764   // many builtins (sqrt, etc).
8765   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
8766   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
8767     switch (OpI->getOpcode()) {
8768     default: break;
8769     case Instruction::FAdd:
8770     case Instruction::FSub:
8771     case Instruction::FMul:
8772     case Instruction::FDiv:
8773     case Instruction::FRem:
8774       const Type *SrcTy = OpI->getType();
8775       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0), Context);
8776       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1), Context);
8777       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
8778           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
8779         unsigned DstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8780         // If the source types were both smaller than the destination type of
8781         // the cast, do this xform.
8782         if (LHSTrunc->getType()->getScalarSizeInBits() <= DstSize &&
8783             RHSTrunc->getType()->getScalarSizeInBits() <= DstSize) {
8784           LHSTrunc = Builder->CreateFPExt(LHSTrunc, CI.getType());
8785           RHSTrunc = Builder->CreateFPExt(RHSTrunc, CI.getType());
8786           return BinaryOperator::Create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
8787         }
8788       }
8789       break;  
8790     }
8791   }
8792   return 0;
8793 }
8794
8795 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
8796   return commonCastTransforms(CI);
8797 }
8798
8799 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(FPToUIInst &FI) {
8800   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8801   if (OpI == 0)
8802     return commonCastTransforms(FI);
8803
8804   // fptoui(uitofp(X)) --> X
8805   // fptoui(sitofp(X)) --> X
8806   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8807   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8808   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8809   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8810   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8811       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8812       (int)FI.getType()->getScalarSizeInBits() < /*extra bit for sign */
8813                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8814     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8815
8816   return commonCastTransforms(FI);
8817 }
8818
8819 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(FPToSIInst &FI) {
8820   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8821   if (OpI == 0)
8822     return commonCastTransforms(FI);
8823   
8824   // fptosi(sitofp(X)) --> X
8825   // fptosi(uitofp(X)) --> X
8826   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8827   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8828   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8829   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8830   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8831       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8832       (int)FI.getType()->getScalarSizeInBits() <=
8833                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8834     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8835   
8836   return commonCastTransforms(FI);
8837 }
8838
8839 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
8840   return commonCastTransforms(CI);
8841 }
8842
8843 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
8844   return commonCastTransforms(CI);
8845 }
8846
8847 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(PtrToIntInst &CI) {
8848   // If the destination integer type is smaller than the intptr_t type for
8849   // this target, do a ptrtoint to intptr_t then do a trunc.  This allows the
8850   // trunc to be exposed to other transforms.  Don't do this for extending
8851   // ptrtoint's, because we don't know if the target sign or zero extends its
8852   // pointers.
8853   if (TD &&
8854       CI.getType()->getScalarSizeInBits() < TD->getPointerSizeInBits()) {
8855     Value *P = Builder->CreatePtrToInt(CI.getOperand(0),
8856                                        TD->getIntPtrType(CI.getContext()),
8857                                        "tmp");
8858     return new TruncInst(P, CI.getType());
8859   }
8860   
8861   return commonPointerCastTransforms(CI);
8862 }
8863
8864 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
8865   // If the source integer type is larger than the intptr_t type for
8866   // this target, do a trunc to the intptr_t type, then inttoptr of it.  This
8867   // allows the trunc to be exposed to other transforms.  Don't do this for
8868   // extending inttoptr's, because we don't know if the target sign or zero
8869   // extends to pointers.
8870   if (TD && CI.getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits() >
8871       TD->getPointerSizeInBits()) {
8872     Value *P = Builder->CreateTrunc(CI.getOperand(0),
8873                                     TD->getIntPtrType(CI.getContext()), "tmp");
8874     return new IntToPtrInst(P, CI.getType());
8875   }
8876   
8877   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8878     return I;
8879
8880   return 0;
8881 }
8882
8883 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
8884   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
8885   // otherwise just apply the common ones.
8886   Value *Src = CI.getOperand(0);
8887   const Type *SrcTy = Src->getType();
8888   const Type *DestTy = CI.getType();
8889
8890   if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
8891     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
8892       return I;
8893   } else {
8894     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8895       return Result;
8896   }
8897
8898
8899   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
8900   // be replaced by the operand.
8901   if (DestTy == Src->getType())
8902     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
8903
8904   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
8905     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
8906     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
8907     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
8908     
8909     // If the address spaces don't match, don't eliminate the bitcast, which is
8910     // required for changing types.
8911     if (SrcPTy->getAddressSpace() != DstPTy->getAddressSpace())
8912       return 0;
8913     
8914     // If we are casting a alloca to a pointer to a type of the same
8915     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
8916     // There is no need to modify malloc calls because it is their bitcast that
8917     // needs to be cleaned up.
8918     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Src))
8919       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
8920         return V;
8921     
8922     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
8923     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
8924     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
8925     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context));
8926     unsigned NumZeros = 0;
8927     while (SrcElTy != DstElTy && 
8928            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
8929            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
8930       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
8931       ++NumZeros;
8932     }
8933
8934     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
8935     if (SrcElTy == DstElTy) {
8936       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
8937       return GetElementPtrInst::CreateInBounds(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "",
8938                                                ((Instruction*) NULL));
8939     }
8940   }
8941
8942   if (const VectorType *DestVTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
8943     if (DestVTy->getNumElements() == 1) {
8944       if (!isa<VectorType>(SrcTy)) {
8945         Value *Elem = Builder->CreateBitCast(Src, DestVTy->getElementType());
8946         return InsertElementInst::Create(UndefValue::get(DestTy), Elem,
8947                             Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context)));
8948       }
8949       // FIXME: Canonicalize bitcast(insertelement) -> insertelement(bitcast)
8950     }
8951   }
8952
8953   if (const VectorType *SrcVTy = dyn_cast<VectorType>(SrcTy)) {
8954     if (SrcVTy->getNumElements() == 1) {
8955       if (!isa<VectorType>(DestTy)) {
8956         Value *Elem = 
8957           Builder->CreateExtractElement(Src,
8958                             Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context)));
8959         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Elem, DestTy);
8960       }
8961     }
8962   }
8963
8964   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
8965     if (SVI->hasOneUse()) {
8966       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
8967       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
8968       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
8969           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
8970                 SVI->getType()->getNumElements() &&
8971           SVI->getType()->getNumElements() ==
8972             cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements()) {
8973         CastInst *Tmp;
8974         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
8975         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
8976         // us to eliminate at least one cast.
8977         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
8978              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
8979             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
8980              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
8981           Value *LHS = Builder->CreateBitCast(SVI->getOperand(0), DestTy);
8982           Value *RHS = Builder->CreateBitCast(SVI->getOperand(1), DestTy);
8983           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
8984           // know the vector types match #elts.
8985           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
8986         }
8987       }
8988     }
8989   }
8990   return 0;
8991 }
8992
8993 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
8994 ///   %C = or %A, %B
8995 ///   %D = select %cond, %C, %A
8996 /// into:
8997 ///   %C = select %cond, %B, 0
8998 ///   %D = or %A, %C
8999 ///
9000 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
9001 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
9002 /// equal the other incoming value of the select.
9003 ///
9004 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
9005   switch (I->getOpcode()) {
9006   case Instruction::Add:
9007   case Instruction::Mul:
9008   case Instruction::And:
9009   case Instruction::Or:
9010   case Instruction::Xor:
9011     return 3;              // Can fold through either operand.
9012   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
9013   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
9014   case Instruction::LShr:
9015   case Instruction::AShr:
9016     return 1;
9017   default:
9018     return 0;              // Cannot fold
9019   }
9020 }
9021
9022 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
9023 /// function, return the identity constant that goes into the select.
9024 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I,
9025                                            LLVMContext *Context) {
9026   switch (I->getOpcode()) {
9027   default: llvm_unreachable("This cannot happen!");
9028   case Instruction::Add:
9029   case Instruction::Sub:
9030   case Instruction::Or:
9031   case Instruction::Xor:
9032   case Instruction::Shl:
9033   case Instruction::LShr:
9034   case Instruction::AShr:
9035     return Constant::getNullValue(I->getType());
9036   case Instruction::And:
9037     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
9038   case Instruction::Mul:
9039     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
9040   }
9041 }
9042
9043 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
9044 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
9045 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
9046                                           Instruction *FI) {
9047   if (TI->getNumOperands() == 1) {
9048     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
9049     // merge.
9050     if (TI->isCast()) {
9051       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
9052         return 0;
9053     } else {
9054       return 0;  // unknown unary op.
9055     }
9056
9057     // Fold this by inserting a select from the input values.
9058     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
9059                                           FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
9060     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
9061     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
9062                             TI->getType());
9063   }
9064
9065   // Only handle binary operators here.
9066   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
9067     return 0;
9068
9069   // Figure out if the operations have any operands in common.
9070   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
9071   bool MatchIsOpZero;
9072   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
9073     MatchOp  = TI->getOperand(0);
9074     OtherOpT = TI->getOperand(1);
9075     OtherOpF = FI->getOperand(1);
9076     MatchIsOpZero = true;
9077   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
9078     MatchOp  = TI->getOperand(1);
9079     OtherOpT = TI->getOperand(0);
9080     OtherOpF = FI->getOperand(0);
9081     MatchIsOpZero = false;
9082   } else if (!TI->isCommutative()) {
9083     return 0;
9084   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
9085     MatchOp  = TI->getOperand(0);
9086     OtherOpT = TI->getOperand(1);
9087     OtherOpF = FI->getOperand(0);
9088     MatchIsOpZero = true;
9089   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
9090     MatchOp  = TI->getOperand(1);
9091     OtherOpT = TI->getOperand(0);
9092     OtherOpF = FI->getOperand(1);
9093     MatchIsOpZero = true;
9094   } else {
9095     return 0;
9096   }
9097
9098   // If we reach here, they do have operations in common.
9099   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
9100                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
9101   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
9102
9103   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
9104     if (MatchIsOpZero)
9105       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
9106     else
9107       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
9108   }
9109   llvm_unreachable("Shouldn't get here");
9110   return 0;
9111 }
9112
9113 static bool isSelect01(Constant *C1, Constant *C2) {
9114   ConstantInt *C1I = dyn_cast<ConstantInt>(C1);
9115   if (!C1I)
9116     return false;
9117   ConstantInt *C2I = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
9118   if (!C2I)
9119     return false;
9120   return (C1I->isZero() || C1I->isOne()) && (C2I->isZero() || C2I->isOne());
9121 }
9122
9123 /// FoldSelectIntoOp - Try fold the select into one of the operands to
9124 /// facilitate further optimization.
9125 Instruction *InstCombiner::FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value *TrueVal,
9126                                             Value *FalseVal) {
9127   // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
9128   // transformation we are doing here.
9129   if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal)) {
9130     if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
9131         !isa<Constant>(FalseVal)) {
9132       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
9133         unsigned OpToFold = 0;
9134         if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
9135           OpToFold = 1;
9136         } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
9137           OpToFold = 2;
9138         }
9139
9140         if (OpToFold) {
9141           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI, Context);
9142           Value *OOp = TVI->getOperand(2-OpToFold);
9143           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
9144           // between 0 and 1.
9145           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
9146             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OOp, C);
9147             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9148             NewSel->takeName(TVI);
9149             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
9150               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
9151             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
9152           }
9153         }
9154       }
9155     }
9156   }
9157
9158   if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal)) {
9159     if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
9160         !isa<Constant>(TrueVal)) {
9161       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
9162         unsigned OpToFold = 0;
9163         if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
9164           OpToFold = 1;
9165         } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
9166           OpToFold = 2;
9167         }
9168
9169         if (OpToFold) {
9170           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI, Context);
9171           Value *OOp = FVI->getOperand(2-OpToFold);
9172           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
9173           // between 0 and 1.
9174           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
9175             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), C, OOp);
9176             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9177             NewSel->takeName(FVI);
9178             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
9179               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
9180             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
9181           }
9182         }
9183       }
9184     }
9185   }
9186
9187   return 0;
9188 }
9189
9190 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
9191 /// ICmpInst as its first operand.
9192 ///
9193 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
9194                                                    ICmpInst *ICI) {
9195   bool Changed = false;
9196   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
9197   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
9198   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
9199   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
9200   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
9201
9202   // Check cases where the comparison is with a constant that
9203   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may edit ICI in
9204   // place here, so make sure the select is the only user.
9205   if (ICI->hasOneUse())
9206     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
9207       switch (Pred) {
9208       default: break;
9209       case ICmpInst::ICMP_ULT:
9210       case ICmpInst::ICMP_SLT: {
9211         // X < MIN ? T : F  -->  F
9212         if (CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
9213           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9214         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
9215         Constant *AdjustedRHS = SubOne(CI);
9216         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
9217             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
9218           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
9219           CmpRHS = AdjustedRHS;
9220           std::swap(FalseVal, TrueVal);
9221           ICI->setPredicate(Pred);
9222           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
9223           SI.setOperand(1, TrueVal);
9224           SI.setOperand(2, FalseVal);
9225           Changed = true;
9226         }
9227         break;
9228       }
9229       case ICmpInst::ICMP_UGT:
9230       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
9231         // X > MAX ? T : F  -->  F
9232         if (CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
9233           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9234         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
9235         Constant *AdjustedRHS = AddOne(CI);
9236         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
9237             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
9238           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
9239           CmpRHS = AdjustedRHS;
9240           std::swap(FalseVal, TrueVal);
9241           ICI->setPredicate(Pred);
9242           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
9243           SI.setOperand(1, TrueVal);
9244           SI.setOperand(2, FalseVal);
9245           Changed = true;
9246         }
9247         break;
9248       }
9249       }
9250
9251       // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31   -> all ones if signed
9252       // (x >s -1) ? -1 : 0 -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
9253       CmpInst::Predicate Pred = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
9254       if (match(TrueVal, m_ConstantInt<-1>()) &&
9255           match(FalseVal, m_ConstantInt<0>()))
9256         Pred = ICI->getPredicate();
9257       else if (match(TrueVal, m_ConstantInt<0>()) &&
9258                match(FalseVal, m_ConstantInt<-1>()))
9259         Pred = CmpInst::getInversePredicate(ICI->getPredicate());
9260       
9261       if (Pred != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
9262         // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
9263         // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
9264         // cast to integer to avoid the comparison.
9265         const APInt &Op1CV = CI->getValue();
9266     
9267         // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
9268         // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
9269         if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
9270             (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Op1CV.isAllOnesValue())) {
9271           Value *In = ICI->getOperand(0);
9272           Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
9273                                        In->getType()->getScalarSizeInBits()-1);
9274           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAShr(In, Sh,
9275                                                         In->getName()+".lobit"),
9276                                    *ICI);
9277           if (In->getType() != SI.getType())
9278             In = CastInst::CreateIntegerCast(In, SI.getType(),
9279                                              true/*SExt*/, "tmp", ICI);
9280     
9281           if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
9282             In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(In,
9283                                        In->getName()+".not"), *ICI);
9284     
9285           return ReplaceInstUsesWith(SI, In);
9286         }
9287       }
9288     }
9289
9290   if (CmpLHS == TrueVal && CmpRHS == FalseVal) {
9291     // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
9292     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
9293       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9294     // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
9295     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
9296       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9297     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
9298
9299   } else if (CmpLHS == FalseVal && CmpRHS == TrueVal) {
9300     // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
9301     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
9302       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9303     // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
9304     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
9305       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9306     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
9307   }
9308
9309   /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer ABS
9310
9311   return Changed ? &SI : 0;
9312 }
9313
9314
9315 /// CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock - SI is a select whose condition is a
9316 /// PHI node (but the two may be in different blocks).  See if the true/false
9317 /// values (V) are live in all of the predecessor blocks of the PHI.  For
9318 /// example, cases like this cannot be mapped:
9319 ///
9320 ///   X = phi [ C1, BB1], [C2, BB2]
9321 ///   Y = add
9322 ///   Z = select X, Y, 0
9323 ///
9324 /// because Y is not live in BB1/BB2.
9325 ///
9326 static bool CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(const Value *V,
9327                                                    const SelectInst &SI) {
9328   // If the value is a non-instruction value like a constant or argument, it
9329   // can always be mapped.
9330   const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
9331   if (I == 0) return true;
9332   
9333   // If V is a PHI node defined in the same block as the condition PHI, we can
9334   // map the arguments.
9335   const PHINode *CondPHI = cast<PHINode>(SI.getCondition());
9336   
9337   if (const PHINode *VP = dyn_cast<PHINode>(I))
9338     if (VP->getParent() == CondPHI->getParent())
9339       return true;
9340   
9341   // Otherwise, if the PHI and select are defined in the same block and if V is
9342   // defined in a different block, then we can transform it.
9343   if (SI.getParent() == CondPHI->getParent() &&
9344       I->getParent() != CondPHI->getParent())
9345     return true;
9346   
9347   // Otherwise we have a 'hard' case and we can't tell without doing more
9348   // detailed dominator based analysis, punt.
9349   return false;
9350 }
9351
9352 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
9353   Value *CondVal = SI.getCondition();
9354   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
9355   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
9356
9357   // select true, X, Y  -> X
9358   // select false, X, Y -> Y
9359   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
9360     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
9361
9362   // select C, X, X -> X
9363   if (TrueVal == FalseVal)
9364     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9365
9366   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
9367     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9368   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
9369     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9370   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
9371     if (isa<Constant>(TrueVal))
9372       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9373     else
9374       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9375   }
9376
9377   if (SI.getType() == Type::getInt1Ty(*Context)) {
9378     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
9379       if (C->getZExtValue()) {
9380         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
9381         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
9382       } else {
9383         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
9384         Value *NotCond =
9385           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
9386                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
9387         return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
9388       }
9389     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
9390       if (C->getZExtValue() == false) {
9391         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
9392         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
9393       } else {
9394         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
9395         Value *NotCond =
9396           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
9397                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
9398         return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
9399       }
9400     }
9401     
9402     // select a, b, a  -> a&b
9403     // select a, a, b  -> a|b
9404     if (CondVal == TrueVal)
9405       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
9406     else if (CondVal == FalseVal)
9407       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
9408   }
9409
9410   // Selecting between two integer constants?
9411   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
9412     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
9413       // select C, 1, 0 -> zext C to int
9414       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
9415         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
9416       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
9417         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
9418         Value *NotCond =
9419           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
9420                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
9421         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
9422       }
9423
9424       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
9425         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
9426         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
9427         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
9428         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
9429         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
9430           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
9431               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
9432             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
9433               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
9434                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
9435                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
9436                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
9437                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
9438                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
9439                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
9440                 // true or false val is the zero.
9441                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
9442                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
9443                 Value *V = ICA;
9444                 if (ShouldNotVal)
9445                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::Create(
9446                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
9447                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
9448               }
9449       }
9450     }
9451
9452   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
9453   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
9454     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
9455       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
9456       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
9457         // This is not safe in general for floating point:  
9458         // consider X== -0, Y== +0.
9459         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
9460         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
9461         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
9462               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
9463             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
9464              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
9465         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9466       }
9467       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
9468       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
9469         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9470       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
9471
9472     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
9473       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
9474       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
9475         // This is not safe in general for floating point:  
9476         // consider X== -0, Y== +0.
9477         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
9478         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
9479         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
9480               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
9481             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
9482              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
9483           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9484       }
9485       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
9486       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
9487         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9488       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
9489     }
9490     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
9491   }
9492
9493   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
9494   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
9495     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
9496       return Result;
9497
9498   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
9499     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
9500       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
9501         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
9502
9503         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
9504         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
9505           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
9506             return IV;
9507
9508         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
9509         // even legal for FP.
9510         if ((TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
9511              FI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
9512             (TI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
9513              FI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
9514           AddOp = FI; SubOp = TI;
9515         } else if ((FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
9516                     TI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
9517                    (FI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
9518                     TI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
9519           AddOp = TI; SubOp = FI;
9520         }
9521
9522         if (AddOp) {
9523           Value *OtherAddOp = 0;
9524           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
9525             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
9526           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
9527             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
9528           }
9529
9530           if (OtherAddOp) {
9531             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
9532             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
9533             Value *NegVal;  // Compute -Z
9534             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
9535               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
9536             } else {
9537               NegVal = InsertNewInstBefore(
9538                     BinaryOperator::CreateNeg(SubOp->getOperand(1),
9539                                               "tmp"), SI);
9540             }
9541
9542             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
9543             Value *NewFalseOp = NegVal;
9544             if (AddOp != TI)
9545               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
9546             Instruction *NewSel =
9547               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,
9548                                  NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
9549
9550             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9551             return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
9552           }
9553         }
9554       }
9555
9556   // See if we can fold the select into one of our operands.
9557   if (SI.getType()->isInteger()) {
9558     Instruction *FoldI = FoldSelectIntoOp(SI, TrueVal, FalseVal);
9559     if (FoldI)
9560       return FoldI;
9561   }
9562
9563   // See if we can fold the select into a phi node if the condition is a select.
9564   if (isa<PHINode>(SI.getCondition())) 
9565     // The true/false values have to be live in the PHI predecessor's blocks.
9566     if (CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(TrueVal, SI) &&
9567         CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(FalseVal, SI))
9568       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(SI))
9569         return NV;
9570
9571   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
9572     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
9573     SI.setOperand(1, FalseVal);
9574     SI.setOperand(2, TrueVal);
9575     return &SI;
9576   }
9577
9578   return 0;
9579 }
9580
9581 /// EnforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
9582 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
9583 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
9584 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
9585 /// their preferred alignment from the beginning.
9586 ///
9587 static unsigned EnforceKnownAlignment(Value *V,
9588                                       unsigned Align, unsigned PrefAlign) {
9589
9590   User *U = dyn_cast<User>(V);
9591   if (!U) return Align;
9592
9593   switch (Operator::getOpcode(U)) {
9594   default: break;
9595   case Instruction::BitCast:
9596     return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9597   case Instruction::GetElementPtr: {
9598     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
9599     bool AllZeroOperands = true;
9600     for (User::op_iterator i = U->op_begin() + 1, e = U->op_end(); i != e; ++i)
9601       if (!isa<Constant>(*i) ||
9602           !cast<Constant>(*i)->isNullValue()) {
9603         AllZeroOperands = false;
9604         break;
9605       }
9606
9607     if (AllZeroOperands) {
9608       // Treat this like a bitcast.
9609       return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9610     }
9611     break;
9612   }
9613   }
9614
9615   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
9616     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
9617     // of the global.
9618     if (!GV->isDeclaration()) {
9619       if (GV->getAlignment() >= PrefAlign)
9620         Align = GV->getAlignment();
9621       else {
9622         GV->setAlignment(PrefAlign);
9623         Align = PrefAlign;
9624       }
9625     }
9626   } else if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
9627     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
9628     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
9629       Align = AI->getAlignment();
9630     else {
9631       AI->setAlignment(PrefAlign);
9632       Align = PrefAlign;
9633     }
9634   }
9635
9636   return Align;
9637 }
9638
9639 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
9640 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
9641 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
9642 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
9643 unsigned InstCombiner::GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
9644                                                   unsigned PrefAlign) {
9645   unsigned BitWidth = TD ? TD->getTypeSizeInBits(V->getType()) :
9646                       sizeof(PrefAlign) * CHAR_BIT;
9647   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
9648   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
9649   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne);
9650   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
9651   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
9652
9653   if (PrefAlign > Align)
9654     Align = EnforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
9655   
9656     // We don't need to make any adjustment.
9657   return Align;
9658 }
9659
9660 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
9661   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1));
9662   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2));
9663   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
9664   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment();
9665
9666   if (CopyAlign < MinAlign) {
9667     MI->setAlignment(ConstantInt::get(MI->getAlignmentType(), 
9668                                              MinAlign, false));
9669     return MI;
9670   }
9671   
9672   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
9673   // load/store.
9674   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
9675   if (MemOpLength == 0) return 0;
9676   
9677   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
9678   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
9679   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
9680   // case.
9681   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
9682   if (Size == 0) return MI;  // Delete this mem transfer.
9683   
9684   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
9685     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
9686   
9687   // Use an integer load+store unless we can find something better.
9688   Type *NewPtrTy =
9689                 PointerType::getUnqual(IntegerType::get(*Context, Size<<3));
9690   
9691   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
9692   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
9693   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
9694   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
9695   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
9696   // integer datatype.
9697   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
9698     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
9699     if (TD && SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
9700       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
9701       // down through these levels if so.
9702       while (!SrcETy->isSingleValueType()) {
9703         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
9704           if (STy->getNumElements() == 1)
9705             SrcETy = STy->getElementType(0);
9706           else
9707             break;
9708         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
9709           if (ATy->getNumElements() == 1)
9710             SrcETy = ATy->getElementType();
9711           else
9712             break;
9713         } else
9714           break;
9715       }
9716       
9717       if (SrcETy->isSingleValueType())
9718         NewPtrTy = PointerType::getUnqual(SrcETy);
9719     }
9720   }
9721   
9722   
9723   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
9724   // infer, use it.
9725   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
9726   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
9727   
9728   Value *Src = Builder->CreateBitCast(MI->getOperand(2), NewPtrTy);
9729   Value *Dest = Builder->CreateBitCast(MI->getOperand(1), NewPtrTy);
9730   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
9731   InsertNewInstBefore(L, *MI);
9732   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
9733
9734   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9735   MI->setOperand(3, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
9736   return MI;
9737 }
9738
9739 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
9740   unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest());
9741   if (MI->getAlignment() < Alignment) {
9742     MI->setAlignment(ConstantInt::get(MI->getAlignmentType(),
9743                                              Alignment, false));
9744     return MI;
9745   }
9746   
9747   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
9748   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
9749   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
9750   if (!LenC || !FillC || FillC->getType() != Type::getInt8Ty(*Context))
9751     return 0;
9752   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
9753   Alignment = MI->getAlignment();
9754   
9755   // If the length is zero, this is a no-op
9756   if (Len == 0) return MI; // memset(d,c,0,a) -> noop
9757   
9758   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
9759   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
9760     const Type *ITy = IntegerType::get(*Context, Len*8);  // n=1 -> i8.
9761     
9762     Value *Dest = MI->getDest();
9763     Dest = Builder->CreateBitCast(Dest, PointerType::getUnqual(ITy));
9764
9765     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
9766     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
9767     
9768     // Extract the fill value and store.
9769     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
9770     InsertNewInstBefore(new StoreInst(ConstantInt::get(ITy, Fill),
9771                                       Dest, false, Alignment), *MI);
9772     
9773     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9774     MI->setLength(Constant::getNullValue(LenC->getType()));
9775     return MI;
9776   }
9777
9778   return 0;
9779 }
9780
9781
9782 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
9783 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
9784 /// the heavy lifting.
9785 ///
9786 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
9787   if (isFreeCall(&CI))
9788     return visitFree(CI);
9789
9790   // If the caller function is nounwind, mark the call as nounwind, even if the
9791   // callee isn't.
9792   if (CI.getParent()->getParent()->doesNotThrow() &&
9793       !CI.doesNotThrow()) {
9794     CI.setDoesNotThrow();
9795     return &CI;
9796   }
9797   
9798   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
9799   if (!II) return visitCallSite(&CI);
9800   
9801   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
9802   // visitCallSite.
9803   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
9804     bool Changed = false;
9805
9806     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
9807     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
9808       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
9809
9810       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
9811         if (CI->getZExtValue() == 1) {
9812           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
9813           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
9814           // alignment is sufficient.
9815         }
9816     }
9817
9818     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
9819     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
9820     // into a call to memcpy.
9821     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
9822       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
9823         if (GVSrc->isConstant()) {
9824           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
9825           Intrinsic::ID MemCpyID = Intrinsic::memcpy;
9826           const Type *Tys[1];
9827           Tys[0] = CI.getOperand(3)->getType();
9828           CI.setOperand(0, 
9829                         Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID, Tys, 1));
9830           Changed = true;
9831         }
9832
9833       // memmove(x,x,size) -> noop.
9834       if (MMI->getSource() == MMI->getDest())
9835         return EraseInstFromFunction(CI);
9836     }
9837
9838     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
9839     // set, update the alignment.
9840     if (isa<MemTransferInst>(MI)) {
9841       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
9842         return I;
9843     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
9844       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
9845         return I;
9846     }
9847           
9848     if (Changed) return II;
9849   }
9850   
9851   switch (II->getIntrinsicID()) {
9852   default: break;
9853   case Intrinsic::bswap:
9854     // bswap(bswap(x)) -> x
9855     if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1)))
9856       if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap)
9857         return ReplaceInstUsesWith(CI, Operand->getOperand(1));
9858     break;
9859   case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
9860   case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
9861   case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
9862   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
9863   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
9864     // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
9865     // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
9866     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9867       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getOperand(1),
9868                                          PointerType::getUnqual(II->getType()));
9869       return new LoadInst(Ptr);
9870     }
9871     break;
9872   case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
9873   case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
9874     // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
9875     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), 16) >= 16) {
9876       const Type *OpPtrTy = 
9877         PointerType::getUnqual(II->getOperand(1)->getType());
9878       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getOperand(2), OpPtrTy);
9879       return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
9880     }
9881     break;
9882   case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
9883   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
9884   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
9885     // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
9886     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9887       const Type *OpPtrTy = 
9888         PointerType::getUnqual(II->getOperand(2)->getType());
9889       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getOperand(1), OpPtrTy);
9890       return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
9891     }
9892     break;
9893     
9894   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
9895     // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
9896     // we can simplify the input based on that, do so now.
9897     unsigned VWidth =
9898       cast<VectorType>(II->getOperand(1)->getType())->getNumElements();
9899     APInt DemandedElts(VWidth, 1);
9900     APInt UndefElts(VWidth, 0);
9901     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
9902                                               UndefElts)) {
9903       II->setOperand(1, V);
9904       return II;
9905     }
9906     break;
9907   }
9908     
9909   case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
9910     // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
9911     if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
9912       assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
9913       
9914       // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
9915       bool AllEltsOk = true;
9916       for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9917         if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
9918             !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
9919           AllEltsOk = false;
9920           break;
9921         }
9922       }
9923       
9924       if (AllEltsOk) {
9925         // Cast the input vectors to byte vectors.
9926         Value *Op0 = Builder->CreateBitCast(II->getOperand(1), Mask->getType());
9927         Value *Op1 = Builder->CreateBitCast(II->getOperand(2), Mask->getType());
9928         Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
9929         
9930         // Only extract each element once.
9931         Value *ExtractedElts[32];
9932         memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
9933         
9934         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9935           if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
9936             continue;
9937           unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
9938           Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
9939           
9940           if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
9941             ExtractedElts[Idx] = 
9942               Builder->CreateExtractElement(Idx < 16 ? Op0 : Op1, 
9943                   ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), Idx&15, false),
9944                                             "tmp");
9945           }
9946         
9947           // Insert this value into the result vector.
9948           Result = Builder->CreateInsertElement(Result, ExtractedElts[Idx],
9949                          ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), i, false),
9950                                                 "tmp");
9951         }
9952         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
9953       }
9954     }
9955     break;
9956
9957   case Intrinsic::stackrestore: {
9958     // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
9959     // happen when variable allocas are DCE'd.
9960     if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
9961       if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
9962         BasicBlock::iterator BI = SS;
9963         if (&*++BI == II)
9964           return EraseInstFromFunction(CI);
9965       }
9966     }
9967     
9968     // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
9969     // same block without an intervening call/alloca.
9970     BasicBlock::iterator BI = II;
9971     TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
9972     bool CannotRemove = false;
9973     for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
9974       if (isa<AllocaInst>(BI) || isMalloc(BI)) {
9975         CannotRemove = true;
9976         break;
9977       }
9978       if (CallInst *BCI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
9979         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BCI)) {
9980           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
9981           if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stackrestore)
9982             return EraseInstFromFunction(CI);
9983           // Otherwise, ignore the intrinsic.
9984         } else {
9985           // If we found a non-intrinsic call, we can't remove the stack
9986           // restore.
9987           CannotRemove = true;
9988           break;
9989         }
9990       }
9991     }
9992     
9993     // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
9994     // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
9995     if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)))
9996       return EraseInstFromFunction(CI);
9997     break;
9998   }
9999   }
10000
10001   return visitCallSite(II);
10002 }
10003
10004 // InvokeInst simplification
10005 //
10006 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
10007   return visitCallSite(&II);
10008 }
10009
10010 /// isSafeToEliminateVarargsCast - If this cast does not affect the value 
10011 /// passed through the varargs area, we can eliminate the use of the cast.
10012 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
10013                                          const CastInst * const CI,
10014                                          const TargetData * const TD,
10015                                          const int ix) {
10016   if (!CI->isLosslessCast())
10017     return false;
10018
10019   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
10020   // can't change to a type with a different size.  If the size were
10021   // passed explicitly we could avoid this check.
10022   if (!CS.paramHasAttr(ix, Attribute::ByVal))
10023     return true;
10024
10025   const Type* SrcTy = 
10026             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
10027   const Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
10028   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
10029     return false;
10030   if (!TD || TD->getTypeAllocSize(SrcTy) != TD->getTypeAllocSize(DstTy))
10031     return false;
10032   return true;
10033 }
10034
10035 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
10036 //
10037 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
10038   bool Changed = false;
10039
10040   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
10041   // to the arguments of the call/invoke.
10042   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
10043
10044   Value *Callee = CS.getCalledValue();
10045
10046   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
10047     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
10048       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
10049       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
10050       // be unreachable, as the call is undefined.
10051       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(*Context),
10052                 UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(*Context)), 
10053                                   OldCall);
10054       // If OldCall dues not return void then replaceAllUsesWith undef.
10055       // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
10056       if (!OldCall->getType()->isVoidTy())
10057         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
10058       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
10059         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
10060       return 0;
10061     }
10062
10063   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
10064     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
10065     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
10066     // that we can't modify the CFG here.
10067     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(*Context),
10068                UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(*Context)),
10069                   CS.getInstruction());
10070
10071     // If CS dues not return void then replaceAllUsesWith undef.
10072     // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
10073     if (!CS.getInstruction()->getType()->isVoidTy())
10074       CS.getInstruction()->
10075         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
10076
10077     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
10078       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
10079       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10080                          ConstantInt::getTrue(*Context), II);
10081     }
10082     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
10083   }
10084
10085   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
10086     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
10087       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
10088         return transformCallThroughTrampoline(CS);
10089
10090   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
10091   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
10092   if (FTy->isVarArg()) {
10093     int ix = FTy->getNumParams() + (isa<InvokeInst>(Callee) ? 3 : 1);
10094     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
10095     // the call.
10096     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
10097            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
10098       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
10099       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
10100         *I = CI->getOperand(0);
10101         Changed = true;
10102       }
10103     }
10104   }
10105
10106   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
10107     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
10108     CS.setDoesNotThrow();
10109     Changed = true;
10110   }
10111
10112   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
10113 }
10114
10115 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
10116 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
10117 //
10118 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
10119   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
10120   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
10121   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
10122       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
10123     return false;
10124   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
10125   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
10126   const AttrListPtr &CallerPAL = CS.getAttributes();
10127
10128   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
10129   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
10130   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
10131   //
10132   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
10133   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
10134   const Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
10135
10136   if (isa<StructType>(NewRetTy))
10137     return false; // TODO: Handle multiple return values.
10138
10139   // Check to see if we are changing the return type...
10140   if (OldRetTy != NewRetTy) {
10141     if (Callee->isDeclaration() &&
10142         // Conversion is ok if changing from one pointer type to another or from
10143         // a pointer to an integer of the same size.
10144         !((isa<PointerType>(OldRetTy) || !TD ||
10145            OldRetTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext())) &&
10146           (isa<PointerType>(NewRetTy) || !TD ||
10147            NewRetTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext()))))
10148       return false;   // Cannot transform this return value.
10149
10150     if (!Caller->use_empty() &&
10151         // void -> non-void is handled specially
10152         !NewRetTy->isVoidTy() && !CastInst::isCastable(NewRetTy, OldRetTy))
10153       return false;   // Cannot transform this return value.
10154
10155     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
10156       Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
10157       if (RAttrs & Attribute::typeIncompatible(NewRetTy))
10158         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
10159     }
10160
10161     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
10162     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
10163     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
10164     // the critical edge).  Bail out in this case.
10165     if (!Caller->use_empty())
10166       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
10167         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
10168              UI != E; ++UI)
10169           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
10170             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
10171                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
10172               return false;
10173   }
10174
10175   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
10176   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
10177
10178   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
10179   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
10180     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
10181     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
10182
10183     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
10184       return false;   // Cannot transform this parameter value.
10185
10186     if (CallerPAL.getParamAttributes(i + 1) 
10187         & Attribute::typeIncompatible(ParamTy))
10188       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
10189
10190     // Converting from one pointer type to another or between a pointer and an
10191     // integer of the same size is safe even if we do not have a body.
10192     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
10193       (TD && ((isa<PointerType>(ParamTy) ||
10194       ParamTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext())) &&
10195               (isa<PointerType>(ActTy) ||
10196               ActTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext()))));
10197     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
10198   }
10199
10200   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
10201       Callee->isDeclaration())
10202     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body.
10203
10204   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
10205       !CallerPAL.isEmpty())
10206     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
10207     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
10208     // that are compatible with being a vararg call argument.
10209     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
10210       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
10211         break;
10212       Attributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
10213       if (PAttrs & Attribute::VarArgsIncompatible)
10214         return false;
10215     }
10216
10217   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
10218   // inserting cast instructions as necessary...
10219   std::vector<Value*> Args;
10220   Args.reserve(NumActualArgs);
10221   SmallVector<AttributeWithIndex, 8> attrVec;
10222   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
10223
10224   // Get any return attributes.
10225   Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
10226
10227   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
10228   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
10229   RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NewRetTy);
10230
10231   // Add the new return attributes.
10232   if (RAttrs)
10233     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
10234
10235   AI = CS.arg_begin();
10236   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
10237     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
10238     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
10239       Args.push_back(*AI);
10240     } else {
10241       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
10242           false, ParamTy, false);
10243       Args.push_back(Builder->CreateCast(opcode, *AI, ParamTy, "tmp"));
10244     }
10245
10246     // Add any parameter attributes.
10247     if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
10248       attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
10249   }
10250
10251   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
10252   // now.
10253   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
10254     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
10255
10256   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning.
10257   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
10258     if (!FT->isVarArg()) {
10259       errs() << "WARNING: While resolving call to function '"
10260              << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
10261     } else {
10262       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list.
10263       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
10264         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
10265         if (PTy != (*AI)->getType()) {
10266           // Must promote to pass through va_arg area!
10267           Instruction::CastOps opcode =
10268             CastInst::getCastOpcode(*AI, false, PTy, false);
10269           Args.push_back(Builder->CreateCast(opcode, *AI, PTy, "tmp"));
10270         } else {
10271           Args.push_back(*AI);
10272         }
10273
10274         // Add any parameter attributes.
10275         if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
10276           attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
10277       }
10278     }
10279   }
10280
10281   if (Attributes FnAttrs =  CallerPAL.getFnAttributes())
10282     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
10283
10284   if (NewRetTy->isVoidTy())
10285     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
10286
10287   const AttrListPtr &NewCallerPAL = AttrListPtr::get(attrVec.begin(),
10288                                                      attrVec.end());
10289
10290   Instruction *NC;
10291   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10292     NC = InvokeInst::Create(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10293                             Args.begin(), Args.end(),
10294                             Caller->getName(), Caller);
10295     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
10296     cast<InvokeInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
10297   } else {
10298     NC = CallInst::Create(Callee, Args.begin(), Args.end(),
10299                           Caller->getName(), Caller);
10300     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
10301     if (CI->isTailCall())
10302       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
10303     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
10304     cast<CallInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
10305   }
10306
10307   // Insert a cast of the return type as necessary.
10308   Value *NV = NC;
10309   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
10310     if (!NV->getType()->isVoidTy()) {
10311       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
10312                                                             OldRetTy, false);
10313       NV = NC = CastInst::Create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
10314
10315       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
10316       // non-phi, instruction in the normal successor block.
10317       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10318         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstNonPHI();
10319         InsertNewInstBefore(NC, *I);
10320       } else {
10321         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
10322         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
10323       }
10324       Worklist.AddUsersToWorkList(*Caller);
10325     } else {
10326       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
10327     }
10328   }
10329
10330
10331   if (!Caller->use_empty())
10332     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
10333   
10334   EraseInstFromFunction(*Caller);
10335   return true;
10336 }
10337
10338 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
10339 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
10340 //
10341 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
10342   Value *Callee = CS.getCalledValue();
10343   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
10344   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
10345   const AttrListPtr &Attrs = CS.getAttributes();
10346
10347   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
10348   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
10349   if (Attrs.hasAttrSomewhere(Attribute::Nest))
10350     return 0;
10351
10352   IntrinsicInst *Tramp =
10353     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
10354
10355   Function *NestF = cast<Function>(Tramp->getOperand(2)->stripPointerCasts());
10356   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
10357   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
10358
10359   const AttrListPtr &NestAttrs = NestF->getAttributes();
10360   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
10361     unsigned NestIdx = 1;
10362     const Type *NestTy = 0;
10363     Attributes NestAttr = Attribute::None;
10364
10365     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
10366     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
10367          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
10368       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, Attribute::Nest)) {
10369         // Record the parameter type and any other attributes.
10370         NestTy = *I;
10371         NestAttr = NestAttrs.getParamAttributes(NestIdx);
10372         break;
10373       }
10374
10375     if (NestTy) {
10376       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
10377       std::vector<Value*> NewArgs;
10378       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
10379
10380       SmallVector<AttributeWithIndex, 8> NewAttrs;
10381       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
10382
10383       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
10384       // mean appending it.  Likewise for attributes.
10385
10386       // Add any result attributes.
10387       if (Attributes Attr = Attrs.getRetAttributes())
10388         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(0, Attr));
10389
10390       {
10391         unsigned Idx = 1;
10392         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
10393         do {
10394           if (Idx == NestIdx) {
10395             // Add the chain argument and attributes.
10396             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
10397             if (NestVal->getType() != NestTy)
10398               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
10399             NewArgs.push_back(NestVal);
10400             NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
10401           }
10402
10403           if (I == E)
10404             break;
10405
10406           // Add the original argument and attributes.
10407           NewArgs.push_back(*I);
10408           if (Attributes Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx))
10409             NewAttrs.push_back
10410               (AttributeWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
10411
10412           ++Idx, ++I;
10413         } while (1);
10414       }
10415
10416       // Add any function attributes.
10417       if (Attributes Attr = Attrs.getFnAttributes())
10418         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, Attr));
10419
10420       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
10421       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
10422       // with the chain parameter inserted.
10423
10424       std::vector<const Type*> NewTypes;
10425       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
10426
10427       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
10428       // mean appending it.
10429       {
10430         unsigned Idx = 1;
10431         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
10432           E = FTy->param_end();
10433
10434         do {
10435           if (Idx == NestIdx)
10436             // Add the chain's type.
10437             NewTypes.push_back(NestTy);
10438
10439           if (I == E)
10440             break;
10441
10442           // Add the original type.
10443           NewTypes.push_back(*I);
10444
10445           ++Idx, ++I;
10446         } while (1);
10447       }
10448
10449       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
10450       // code sort out any function type mismatches.
10451       FunctionType *NewFTy = FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes, 
10452                                                 FTy->isVarArg());
10453       Constant *NewCallee =
10454         NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
10455         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, 
10456                                          PointerType::getUnqual(NewFTy));
10457       const AttrListPtr &NewPAL = AttrListPtr::get(NewAttrs.begin(),
10458                                                    NewAttrs.end());
10459
10460       Instruction *NewCaller;
10461       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10462         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
10463                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10464                                        NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
10465                                        Caller->getName(), Caller);
10466         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
10467         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
10468       } else {
10469         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
10470                                      Caller->getName(), Caller);
10471         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
10472           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
10473         cast<CallInst>(NewCaller)->
10474           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
10475         cast<CallInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
10476       }
10477       if (!Caller->getType()->isVoidTy())
10478         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
10479       Caller->eraseFromParent();
10480       Worklist.Remove(Caller);
10481       return 0;
10482     }
10483   }
10484
10485   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
10486   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
10487   // code sort out any function type mismatches.
10488   Constant *NewCallee =
10489     NestF->getType() == PTy ? NestF : 
10490                               ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
10491   CS.setCalledFunction(NewCallee);
10492   return CS.getInstruction();
10493 }
10494
10495 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(a,c)]
10496 /// and if a/b/c and the add's all have a single use, turn this into a phi
10497 /// and a single binop.
10498 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
10499   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
10500   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst));
10501   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
10502   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
10503   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
10504     
10505   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
10506   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
10507   
10508   // Scan to see if all operands are the same opcode, and all have one use.
10509   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10510     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10511     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
10512         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
10513         // types or GEP's with different index types.
10514         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
10515         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
10516       return 0;
10517
10518     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
10519     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
10520       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
10521           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
10522         return 0;
10523     
10524     // Keep track of which operand needs a phi node.
10525     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
10526     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
10527   }
10528
10529   // If both LHS and RHS would need a PHI, don't do this transformation,
10530   // because it would increase the number of PHIs entering the block,
10531   // which leads to higher register pressure. This is especially
10532   // bad when the PHIs are in the header of a loop.
10533   if (!LHSVal && !RHSVal)
10534     return 0;
10535   
10536   // Otherwise, this is safe to transform!
10537   
10538   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
10539   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
10540   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
10541   if (LHSVal == 0) {
10542     NewLHS = PHINode::Create(LHSType,
10543                              FirstInst->getOperand(0)->getName() + ".pn");
10544     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10545     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
10546     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
10547     LHSVal = NewLHS;
10548   }
10549   
10550   if (RHSVal == 0) {
10551     NewRHS = PHINode::Create(RHSType,
10552                              FirstInst->getOperand(1)->getName() + ".pn");
10553     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10554     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
10555     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
10556     RHSVal = NewRHS;
10557   }
10558   
10559   // Add all operands to the new PHIs.
10560   if (NewLHS || NewRHS) {
10561     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10562       Instruction *InInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10563       if (NewLHS) {
10564         Value *NewInLHS = InInst->getOperand(0);
10565         NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
10566       }
10567       if (NewRHS) {
10568         Value *NewInRHS = InInst->getOperand(1);
10569         NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
10570       }
10571     }
10572   }
10573     
10574   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10575     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
10576   CmpInst *CIOp = cast<CmpInst>(FirstInst);
10577   return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(),
10578                          LHSVal, RHSVal);
10579 }
10580
10581 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN) {
10582   GetElementPtrInst *FirstInst =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(0));
10583   
10584   SmallVector<Value*, 16> FixedOperands(FirstInst->op_begin(), 
10585                                         FirstInst->op_end());
10586   // This is true if all GEP bases are allocas and if all indices into them are
10587   // constants.
10588   bool AllBasePointersAreAllocas = true;
10589
10590   // We don't want to replace this phi if the replacement would require
10591   // more than one phi, which leads to higher register pressure. This is
10592   // especially bad when the PHIs are in the header of a loop.
10593   bool NeededPhi = false;
10594   
10595   // Scan to see if all operands are the same opcode, and all have one use.
10596   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10597     GetElementPtrInst *GEP= dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10598     if (!GEP || !GEP->hasOneUse() || GEP->getType() != FirstInst->getType() ||
10599       GEP->getNumOperands() != FirstInst->getNumOperands())
10600       return 0;
10601
10602     // Keep track of whether or not all GEPs are of alloca pointers.
10603     if (AllBasePointersAreAllocas &&
10604         (!isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) ||
10605          !GEP->hasAllConstantIndices()))
10606       AllBasePointersAreAllocas = false;
10607     
10608     // Compare the operand lists.
10609     for (unsigned op = 0, e = FirstInst->getNumOperands(); op != e; ++op) {
10610       if (FirstInst->getOperand(op) == GEP->getOperand(op))
10611         continue;
10612       
10613       // Don't merge two GEPs when two operands differ (introducing phi nodes)
10614       // if one of the PHIs has a constant for the index.  The index may be
10615       // substantially cheaper to compute for the constants, so making it a
10616       // variable index could pessimize the path.  This also handles the case
10617       // for struct indices, which must always be constant.
10618       if (isa<ConstantInt>(FirstInst->getOperand(op)) ||
10619           isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(op)))
10620         return 0;
10621       
10622       if (FirstInst->getOperand(op)->getType() !=GEP->getOperand(op)->getType())
10623         return 0;
10624
10625       // If we already needed a PHI for an earlier operand, and another operand
10626       // also requires a PHI, we'd be introducing more PHIs than we're
10627       // eliminating, which increases register pressure on entry to the PHI's
10628       // block.
10629       if (NeededPhi)
10630         return 0;
10631
10632       FixedOperands[op] = 0;  // Needs a PHI.
10633       NeededPhi = true;
10634     }
10635   }
10636   
10637   // If all of the base pointers of the PHI'd GEPs are from allocas, don't
10638   // bother doing this transformation.  At best, this will just save a bit of
10639   // offset calculation, but all the predecessors will have to materialize the
10640   // stack address into a register anyway.  We'd actually rather *clone* the
10641   // load up into the predecessors so that we have a load of a gep of an alloca,
10642   // which can usually all be folded into the load.
10643   if (AllBasePointersAreAllocas)
10644     return 0;
10645   
10646   // Otherwise, this is safe to transform.  Insert PHI nodes for each operand
10647   // that is variable.
10648   SmallVector<PHINode*, 16> OperandPhis(FixedOperands.size());
10649   
10650   bool HasAnyPHIs = false;
10651   for (unsigned i = 0, e = FixedOperands.size(); i != e; ++i) {
10652     if (FixedOperands[i]) continue;  // operand doesn't need a phi.
10653     Value *FirstOp = FirstInst->getOperand(i);
10654     PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstOp->getType(),
10655                                      FirstOp->getName()+".pn");
10656     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10657     
10658     NewPN->reserveOperandSpace(e);
10659     NewPN->addIncoming(FirstOp, PN.getIncomingBlock(0));
10660     OperandPhis[i] = NewPN;
10661     FixedOperands[i] = NewPN;
10662     HasAnyPHIs = true;
10663   }
10664
10665   
10666   // Add all operands to the new PHIs.
10667   if (HasAnyPHIs) {
10668     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10669       GetElementPtrInst *InGEP =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10670       BasicBlock *InBB = PN.getIncomingBlock(i);
10671       
10672       for (unsigned op = 0, e = OperandPhis.size(); op != e; ++op)
10673         if (PHINode *OpPhi = OperandPhis[op])
10674           OpPhi->addIncoming(InGEP->getOperand(op), InBB);
10675     }
10676   }
10677   
10678   Value *Base = FixedOperands[0];
10679   return cast<GEPOperator>(FirstInst)->isInBounds() ?
10680     GetElementPtrInst::CreateInBounds(Base, FixedOperands.begin()+1,
10681                                       FixedOperands.end()) :
10682     GetElementPtrInst::Create(Base, FixedOperands.begin()+1,
10683                               FixedOperands.end());
10684 }
10685
10686
10687 /// isSafeAndProfitableToSinkLoad - Return true if we know that it is safe to
10688 /// sink the load out of the block that defines it.  This means that it must be
10689 /// obvious the value of the load is not changed from the point of the load to
10690 /// the end of the block it is in.
10691 ///
10692 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
10693 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
10694 /// to a register.
10695 static bool isSafeAndProfitableToSinkLoad(LoadInst *L) {
10696   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
10697   
10698   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
10699     if (BBI->mayWriteToMemory())
10700       return false;
10701   
10702   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
10703   // profitable to do this xform.
10704   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
10705     bool isAddressTaken = false;
10706     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
10707          UI != E; ++UI) {
10708       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
10709       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
10710         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
10711         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
10712       }
10713       isAddressTaken = true;
10714       break;
10715     }
10716     
10717     if (!isAddressTaken && AI->isStaticAlloca())
10718       return false;
10719   }
10720   
10721   // If this load is a load from a GEP with a constant offset from an alloca,
10722   // then we don't want to sink it.  In its present form, it will be
10723   // load [constant stack offset].  Sinking it will cause us to have to
10724   // materialize the stack addresses in each predecessor in a register only to
10725   // do a shared load from register in the successor.
10726   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(L->getOperand(0)))
10727     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)))
10728       if (AI->isStaticAlloca() && GEP->hasAllConstantIndices())
10729         return false;
10730   
10731   return true;
10732 }
10733
10734
10735 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
10736 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
10737 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
10738 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
10739   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
10740
10741   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
10742   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
10743   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
10744   // code size and simplifying code.
10745   Constant *ConstantOp = 0;
10746   const Type *CastSrcTy = 0;
10747   bool isVolatile = false;
10748   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
10749     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
10750   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
10751     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
10752     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
10753     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
10754     if (ConstantOp == 0)
10755       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
10756   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
10757     isVolatile = LI->isVolatile();
10758     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
10759     // load and the PHI.
10760     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
10761         !isSafeAndProfitableToSinkLoad(LI))
10762       return 0;
10763     
10764     // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10765     // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10766     // the path through the other successor.
10767     if (isVolatile &&
10768         LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10769       return 0;
10770     
10771   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
10772     return FoldPHIArgGEPIntoPHI(PN);
10773   } else {
10774     return 0;  // Cannot fold this operation.
10775   }
10776
10777   // Check to see if all arguments are the same operation.
10778   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10779     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
10780     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10781     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
10782       return 0;
10783     if (CastSrcTy) {
10784       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
10785         return 0;  // Cast operation must match.
10786     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
10787       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
10788       // the load and the PHI.
10789       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
10790           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
10791           !isSafeAndProfitableToSinkLoad(LI))
10792         return 0;
10793       
10794       // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10795       // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10796       // the path through the other successor.
10797       if (isVolatile &&
10798           LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10799         return 0;
10800       
10801     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
10802       return 0;
10803     }
10804   }
10805
10806   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
10807   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
10808   PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
10809                                    PN.getName()+".in");
10810   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10811
10812   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
10813   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
10814
10815   // Add all operands to the new PHI.
10816   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10817     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
10818     if (NewInVal != InVal)
10819       InVal = 0;
10820     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
10821   }
10822
10823   Value *PhiVal;
10824   if (InVal) {
10825     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
10826     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
10827     PhiVal = InVal;
10828     delete NewPN;
10829   } else {
10830     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10831     PhiVal = NewPN;
10832   }
10833
10834   // Insert and return the new operation.
10835   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
10836     return CastInst::Create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
10837   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10838     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
10839   if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
10840     return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(),
10841                            PhiVal, ConstantOp);
10842   assert(isa<LoadInst>(FirstInst) && "Unknown operation");
10843   
10844   // If this was a volatile load that we are merging, make sure to loop through
10845   // and mark all the input loads as non-volatile.  If we don't do this, we will
10846   // insert a new volatile load and the old ones will not be deletable.
10847   if (isVolatile)
10848     for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
10849       cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(i))->setVolatile(false);
10850   
10851   return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
10852 }
10853
10854 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
10855 /// that is dead.
10856 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
10857                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
10858   if (PN->use_empty()) return true;
10859   if (!PN->hasOneUse()) return false;
10860
10861   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
10862   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
10863     return true;
10864   
10865   // Don't scan crazily complex things.
10866   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
10867     return false;
10868
10869   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
10870     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
10871
10872   return false;
10873 }
10874
10875 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
10876 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
10877 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10878 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
10879                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
10880   // See if we already saw this PHI node.
10881   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
10882     return true;
10883   
10884   // Don't scan crazily complex things.
10885   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
10886     return false;
10887  
10888   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
10889   // the value.
10890   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10891     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
10892     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
10893       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10894         return false;
10895     } else if (Op != NonPhiInVal)
10896       return false;
10897   }
10898   
10899   return true;
10900 }
10901
10902
10903 // PHINode simplification
10904 //
10905 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
10906   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
10907   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
10908   
10909   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
10910     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
10911
10912   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
10913   // reducing code size.
10914   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
10915       isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(1)) &&
10916       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0))->getOpcode() ==
10917       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(1))->getOpcode() &&
10918       // FIXME: The hasOneUse check will fail for PHIs that use the value more
10919       // than themselves more than once.
10920       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
10921     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
10922       return Result;
10923
10924   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
10925   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
10926   // PHI)... break the cycle.
10927   if (PN.hasOneUse()) {
10928     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
10929     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
10930       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
10931       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
10932       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
10933         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
10934     }
10935    
10936     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
10937     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
10938     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
10939     // common case here is good because the only other things that catch this
10940     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
10941     // late.
10942     if (PHIUser->hasOneUse() &&
10943         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
10944         PHIUser->use_back() == &PN) {
10945       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
10946     }
10947   }
10948
10949   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
10950   // same value, for example:
10951   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10952   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
10953   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
10954   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
10955   {
10956     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
10957     // Scan for the first non-phi operand.
10958     while (InValNo != NumOperandVals && 
10959            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
10960       ++InValNo;
10961
10962     if (InValNo != NumOperandVals) {
10963       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
10964       
10965       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
10966       // there is no need to recursively scan other phis.
10967       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
10968         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
10969         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
10970           break;
10971       }
10972       
10973       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
10974       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
10975       // the value.
10976       if (InValNo == NumOperandVals) {
10977         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
10978         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10979           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
10980       }
10981     }
10982   }
10983
10984   // Sort the PHI node operands to match the pred iterator order. This will
10985   // help identical PHIs be eliminated by other passes. Other passes shouldn't
10986   // depend on this for correctness however.
10987   unsigned i = 0;
10988   for (pred_iterator PI = pred_begin(PN.getParent()),
10989        PE = pred_end(PN.getParent()); PI != PE; ++PI, ++i)
10990     if (PN.getIncomingBlock(i) != *PI) {
10991       unsigned j = PN.getBasicBlockIndex(*PI);
10992       Value *VA = PN.getIncomingValue(i);
10993       BasicBlock *BBA = PN.getIncomingBlock(i);
10994       Value *VB = PN.getIncomingValue(j);
10995       BasicBlock *BBB = PN.getIncomingBlock(j);
10996       PN.setIncomingBlock(i, BBB);
10997       PN.setIncomingValue(i, VB);
10998       PN.setIncomingBlock(j, BBA);
10999       PN.setIncomingValue(j, VA);
11000     }
11001
11002   return 0;
11003 }
11004
11005 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
11006   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
11007   // Eliminate 'getelementptr %P, i32 0' and 'getelementptr %P', they are noops.
11008   if (GEP.getNumOperands() == 1)
11009     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
11010
11011   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
11012     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
11013
11014   bool HasZeroPointerIndex = false;
11015   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
11016     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
11017
11018   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
11019     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
11020
11021   // Eliminate unneeded casts for indices.
11022   if (TD) {
11023     bool MadeChange = false;
11024     unsigned PtrSize = TD->getPointerSizeInBits();
11025     
11026     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
11027     for (User::op_iterator I = GEP.op_begin() + 1, E = GEP.op_end();
11028          I != E; ++I, ++GTI) {
11029       if (!isa<SequentialType>(*GTI)) continue;
11030       
11031       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
11032       // to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.  This
11033       // explicit cast can make subsequent optimizations more obvious.
11034       unsigned OpBits = cast<IntegerType>((*I)->getType())->getBitWidth();
11035       if (OpBits == PtrSize)
11036         continue;
11037       
11038       *I = Builder->CreateIntCast(*I, TD->getIntPtrType(GEP.getContext()),true);
11039       MadeChange = true;
11040     }
11041     if (MadeChange) return &GEP;
11042   }
11043
11044   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
11045   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
11046   // getelementptr instructions into a single instruction.
11047   //
11048   if (GEPOperator *Src = dyn_cast<GEPOperator>(PtrOp)) {
11049     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
11050     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
11051     // avoids us creating a TON of code in some cases.
11052     //
11053     if (GetElementPtrInst *SrcGEP =
11054           dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src->getOperand(0)))
11055       if (SrcGEP->getNumOperands() == 2)
11056         return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
11057
11058     SmallVector<Value*, 8> Indices;
11059
11060     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
11061     bool EndsWithSequential = false;
11062     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*Src), E = gep_type_end(*Src);
11063          I != E; ++I)
11064       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
11065
11066     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
11067     if (EndsWithSequential) {
11068       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
11069       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
11070       //
11071       Value *Sum;
11072       Value *SO1 = Src->getOperand(Src->getNumOperands()-1);
11073       Value *GO1 = GEP.getOperand(1);
11074       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
11075         Sum = GO1;
11076       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
11077         Sum = SO1;
11078       } else {
11079         // If they aren't the same type, then the input hasn't been processed
11080         // by the loop above yet (which canonicalizes sequential index types to
11081         // intptr_t).  Just avoid transforming this until the input has been
11082         // normalized.
11083         if (SO1->getType() != GO1->getType())
11084           return 0;
11085         Sum = Builder->CreateAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
11086       }
11087
11088       // Update the GEP in place if possible.
11089       if (Src->getNumOperands() == 2) {
11090         GEP.setOperand(0, Src->getOperand(0));
11091         GEP.setOperand(1, Sum);
11092         return &GEP;
11093       }
11094       Indices.append(Src->op_begin()+1, Src->op_end()-1);
11095       Indices.push_back(Sum);
11096       Indices.append(GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
11097     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
11098                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
11099                Src->getNumOperands() != 1) {
11100       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
11101       Indices.append(Src->op_begin()+1, Src->op_end());
11102       Indices.append(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
11103     }
11104
11105     if (!Indices.empty())
11106       return (cast<GEPOperator>(&GEP)->isInBounds() &&
11107               Src->isInBounds()) ?
11108         GetElementPtrInst::CreateInBounds(Src->getOperand(0), Indices.begin(),
11109                                           Indices.end(), GEP.getName()) :
11110         GetElementPtrInst::Create(Src->getOperand(0), Indices.begin(),
11111                                   Indices.end(), GEP.getName());
11112   }
11113   
11114   // Handle gep(bitcast x) and gep(gep x, 0, 0, 0).
11115   if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {
11116     assert(isa<PointerType>(X->getType()) && "Must be cast from pointer");
11117
11118     // If the input bitcast is actually "bitcast(bitcast(x))", then we don't 
11119     // want to change the gep until the bitcasts are eliminated.
11120     if (getBitCastOperand(X)) {
11121       Worklist.AddValue(PtrOp);
11122       return 0;
11123     }
11124     
11125     // Transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
11126     // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
11127     //
11128     // Likewise, transform: GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
11129     //           into     : GEP i8* X, ...
11130     // 
11131     // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
11132     if (HasZeroPointerIndex) {
11133       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
11134       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
11135       if (const ArrayType *CATy =
11136           dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType())) {
11137         // GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
11138         if (CATy->getElementType() == XTy->getElementType()) {
11139           // -> GEP i8* X, ...
11140           SmallVector<Value*, 8> Indices(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
11141           return cast<GEPOperator>(&GEP)->isInBounds() ?
11142             GetElementPtrInst::CreateInBounds(X, Indices.begin(), Indices.end(),
11143                                               GEP.getName()) :
11144             GetElementPtrInst::Create(X, Indices.begin(), Indices.end(),
11145                                       GEP.getName());
11146         }
11147         
11148         if (const ArrayType *XATy = dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType())){
11149           // GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
11150           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
11151             // -> GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
11152             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
11153             // to an array of the same type as the destination pointer
11154             // array.  Because the array type is never stepped over (there
11155             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
11156             GEP.setOperand(0, X);
11157             return &GEP;
11158           }
11159         }
11160       }
11161     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
11162       // Transform things like:
11163       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
11164       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
11165       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
11166       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
11167       if (TD && isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
11168           TD->getTypeAllocSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
11169           TD->getTypeAllocSize(ResElTy)) {
11170         Value *Idx[2];
11171         Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context));
11172         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
11173         Value *NewGEP = cast<GEPOperator>(&GEP)->isInBounds() ?
11174           Builder->CreateInBoundsGEP(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()) :
11175           Builder->CreateGEP(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
11176         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
11177         return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
11178       }
11179       
11180       // Transform things like:
11181       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
11182       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
11183       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
11184       
11185       if (TD && isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::getInt8Ty(*Context)) {
11186         uint64_t ArrayEltSize =
11187             TD->getTypeAllocSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
11188         
11189         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
11190         // allow either a mul, shift, or constant here.
11191         Value *NewIdx = 0;
11192         ConstantInt *Scale = 0;
11193         if (ArrayEltSize == 1) {
11194           NewIdx = GEP.getOperand(1);
11195           Scale = ConstantInt::get(cast<IntegerType>(NewIdx->getType()), 1);
11196         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
11197           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
11198           Scale = CI;
11199         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
11200           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
11201               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
11202             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
11203             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
11204             Scale = ConstantInt::get(cast<IntegerType>(Inst->getType()),
11205                                      1ULL << ShAmtVal);
11206             NewIdx = Inst->getOperand(0);
11207           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
11208                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
11209             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
11210             NewIdx = Inst->getOperand(0);
11211           }
11212         }
11213         
11214         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
11215         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
11216         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
11217         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
11218         if (ArrayEltSize && Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
11219             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
11220           Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
11221                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
11222           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
11223             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
11224                                                        false /*ZExt*/);
11225             NewIdx = Builder->CreateMul(NewIdx, C, "idxscale");
11226           }
11227
11228           // Insert the new GEP instruction.
11229           Value *Idx[2];
11230           Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context));
11231           Idx[1] = NewIdx;
11232           Value *NewGEP = cast<GEPOperator>(&GEP)->isInBounds() ?
11233             Builder->CreateInBoundsGEP(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()) :
11234             Builder->CreateGEP(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
11235           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
11236           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
11237         }
11238       }
11239     }
11240   }
11241   
11242   /// See if we can simplify:
11243   ///   X = bitcast A* to B*
11244   ///   Y = gep X, <...constant indices...>
11245   /// into a gep of the original struct.  This is important for SROA and alias
11246   /// analysis of unions.  If "A" is also a bitcast, wait for A/X to be merged.
11247   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(PtrOp)) {
11248     if (TD &&
11249         !isa<BitCastInst>(BCI->getOperand(0)) && GEP.hasAllConstantIndices()) {
11250       // Determine how much the GEP moves the pointer.  We are guaranteed to get
11251       // a constant back from EmitGEPOffset.
11252       ConstantInt *OffsetV =
11253                     cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(&GEP, GEP, *this));
11254       int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
11255       
11256       // If this GEP instruction doesn't move the pointer, just replace the GEP
11257       // with a bitcast of the real input to the dest type.
11258       if (Offset == 0) {
11259         // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
11260         // converted to match the type of the cast, don't touch this.
11261         if (isa<AllocaInst>(BCI->getOperand(0)) ||
11262             isMalloc(BCI->getOperand(0))) {
11263           // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
11264           if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
11265             if (I != BCI) {
11266               I->takeName(BCI);
11267               BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
11268               ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
11269             }
11270             return &GEP;
11271           }
11272         }
11273         return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
11274       }
11275       
11276       // Otherwise, if the offset is non-zero, we need to find out if there is a
11277       // field at Offset in 'A's type.  If so, we can pull the cast through the
11278       // GEP.
11279       SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
11280       const Type *InTy =
11281         cast<PointerType>(BCI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
11282       if (FindElementAtOffset(InTy, Offset, NewIndices, TD, Context)) {
11283         Value *NGEP = cast<GEPOperator>(&GEP)->isInBounds() ?
11284           Builder->CreateInBoundsGEP(BCI->getOperand(0), NewIndices.begin(),
11285                                      NewIndices.end()) :
11286           Builder->CreateGEP(BCI->getOperand(0), NewIndices.begin(),
11287                              NewIndices.end());
11288         
11289         if (NGEP->getType() == GEP.getType())
11290           return ReplaceInstUsesWith(GEP, NGEP);
11291         NGEP->takeName(&GEP);
11292         return new BitCastInst(NGEP, GEP.getType());
11293       }
11294     }
11295   }    
11296     
11297   return 0;
11298 }
11299
11300 Instruction *InstCombiner::visitAllocaInst(AllocaInst &AI) {
11301   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
11302   if (AI.isArrayAllocation()) {  // Check C != 1
11303     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
11304       const Type *NewTy = 
11305         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
11306       assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
11307       AllocaInst *New = Builder->CreateAlloca(NewTy, 0, AI.getName());
11308       New->setAlignment(AI.getAlignment());
11309
11310       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
11311       // allocas if possible...also skip interleaved debug info
11312       //
11313       BasicBlock::iterator It = New;
11314       while (isa<AllocaInst>(*It) || isa<DbgInfoIntrinsic>(*It)) ++It;
11315
11316       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
11317       // insert our getelementptr instruction...
11318       //
11319       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context));
11320       Value *Idx[2];
11321       Idx[0] = NullIdx;
11322       Idx[1] = NullIdx;
11323       Value *V = GetElementPtrInst::CreateInBounds(New, Idx, Idx + 2,
11324                                                    New->getName()+".sub", It);
11325
11326       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
11327       // allocation.
11328       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
11329     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
11330       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
11331     }
11332   }
11333
11334   if (TD && isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized()) {
11335     // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
11336     // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate
11337     // and return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
11338     if (TD->getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
11339       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
11340
11341     // If the alignment is 0 (unspecified), assign it the preferred alignment.
11342     if (AI.getAlignment() == 0)
11343       AI.setAlignment(TD->getPrefTypeAlignment(AI.getAllocatedType()));
11344   }
11345
11346   return 0;
11347 }
11348
11349 Instruction *InstCombiner::visitFree(Instruction &FI) {
11350   Value *Op = FI.getOperand(1);
11351
11352   // free undef -> unreachable.
11353   if (isa<UndefValue>(Op)) {
11354     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
11355     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(*Context),
11356            UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(*Context)), &FI);
11357     return EraseInstFromFunction(FI);
11358   }
11359   
11360   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
11361   // when lots of inlining happens.
11362   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
11363     return EraseInstFromFunction(FI);
11364
11365   // If we have a malloc call whose only use is a free call, delete both.
11366   if (isMalloc(Op)) {
11367     if (CallInst* CI = extractMallocCallFromBitCast(Op)) {
11368       if (Op->hasOneUse() && CI->hasOneUse()) {
11369         EraseInstFromFunction(FI);
11370         EraseInstFromFunction(*CI);
11371         return EraseInstFromFunction(*cast<Instruction>(Op));
11372       }
11373     } else {
11374       // Op is a call to malloc
11375       if (Op->hasOneUse()) {
11376         EraseInstFromFunction(FI);
11377         return EraseInstFromFunction(*cast<Instruction>(Op));
11378       }
11379     }
11380   }
11381
11382   return 0;
11383 }
11384
11385 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
11386 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
11387                                         const TargetData *TD) {
11388   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
11389   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
11390   LLVMContext *Context = IC.getContext();
11391
11392   const PointerType *DestTy = cast<PointerType>(CI->getType());
11393   const Type *DestPTy = DestTy->getElementType();
11394   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
11395
11396     // If the address spaces don't match, don't eliminate the cast.
11397     if (DestTy->getAddressSpace() != SrcTy->getAddressSpace())
11398       return 0;
11399
11400     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11401
11402     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
11403          isa<VectorType>(DestPTy)) {
11404       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
11405       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
11406       // constants.
11407       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
11408         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
11409           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
11410             Value *Idxs[2];
11411             Idxs[0] = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context));
11412             Idxs[1] = Idxs[0];
11413             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
11414             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
11415             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11416           }
11417
11418       if (IC.getTargetData() &&
11419           (SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
11420             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
11421           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
11422           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
11423           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
11424           IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
11425                IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
11426
11427         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
11428         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
11429         // the result of the loaded value.
11430         Value *NewLoad = 
11431           IC.Builder->CreateLoad(CastOp, LI.isVolatile(), CI->getName());
11432         // Now cast the result of the load.
11433         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
11434       }
11435     }
11436   }
11437   return 0;
11438 }
11439
11440 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
11441   Value *Op = LI.getOperand(0);
11442
11443   // Attempt to improve the alignment.
11444   if (TD) {
11445     unsigned KnownAlign =
11446       GetOrEnforceKnownAlignment(Op, TD->getPrefTypeAlignment(LI.getType()));
11447     if (KnownAlign >
11448         (LI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(LI.getType()) :
11449                                   LI.getAlignment()))
11450       LI.setAlignment(KnownAlign);
11451   }
11452
11453   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe.
11454   if (isa<CastInst>(Op))
11455     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
11456       return Res;
11457
11458   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
11459   if (LI.isVolatile()) return 0;
11460   
11461   // Do really simple store-to-load forwarding and load CSE, to catch cases
11462   // where there are several consequtive memory accesses to the same location,
11463   // separated by a few arithmetic operations.
11464   BasicBlock::iterator BBI = &LI;
11465   if (Value *AvailableVal = FindAvailableLoadedValue(Op, LI.getParent(), BBI,6))
11466     return ReplaceInstUsesWith(LI, AvailableVal);
11467
11468   // load(gep null, ...) -> unreachable
11469   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
11470     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
11471     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
11472     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) && GEPI->getPointerAddressSpace() == 0){
11473       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
11474       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
11475       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
11476       // CFG.
11477       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
11478                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
11479       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
11480     }
11481   } 
11482
11483   // load null/undef -> unreachable
11484   // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
11485   if (isa<UndefValue>(Op) ||
11486       (isa<ConstantPointerNull>(Op) && LI.getPointerAddressSpace() == 0)) {
11487     // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
11488     // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
11489     // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
11490     new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
11491                   Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
11492     return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
11493   }
11494
11495   // Instcombine load (constantexpr_cast global) -> cast (load global)
11496   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op))
11497     if (CE->isCast())
11498       if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
11499         return Res;
11500   
11501   if (Op->hasOneUse()) {
11502     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
11503     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
11504     // exposes redundancy in the code.
11505     //
11506     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
11507     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
11508     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
11509     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
11510     // unconditionally.
11511     //
11512     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
11513       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
11514       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
11515           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
11516         Value *V1 = Builder->CreateLoad(SI->getOperand(1),
11517                                         SI->getOperand(1)->getName()+".val");
11518         Value *V2 = Builder->CreateLoad(SI->getOperand(2),
11519                                         SI->getOperand(2)->getName()+".val");
11520         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), V1, V2);
11521       }
11522
11523       // load (select (cond, null, P)) -> load P
11524       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
11525         if (C->isNullValue()) {
11526           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
11527           return &LI;
11528         }
11529
11530       // load (select (cond, P, null)) -> load P
11531       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
11532         if (C->isNullValue()) {
11533           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
11534           return &LI;
11535         }
11536     }
11537   }
11538   return 0;
11539 }
11540
11541 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
11542 /// when possible.  This makes it generally easy to do alias analysis and/or
11543 /// SROA/mem2reg of the memory object.
11544 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
11545   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
11546   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
11547
11548   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
11549   const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType());
11550   if (SrcTy == 0) return 0;
11551   
11552   const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11553
11554   if (!DestPTy->isInteger() && !isa<PointerType>(DestPTy))
11555     return 0;
11556   
11557   /// NewGEPIndices - If SrcPTy is an aggregate type, we can emit a "noop gep"
11558   /// to its first element.  This allows us to handle things like:
11559   ///   store i32 xxx, (bitcast {foo*, float}* %P to i32*)
11560   /// on 32-bit hosts.
11561   SmallVector<Value*, 4> NewGEPIndices;
11562   
11563   // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
11564   // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
11565   // constants.
11566   if (isa<ArrayType>(SrcPTy) || isa<StructType>(SrcPTy)) {
11567     // Index through pointer.
11568     Constant *Zero = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*IC.getContext()));
11569     NewGEPIndices.push_back(Zero);
11570     
11571     while (1) {
11572       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcPTy)) {
11573         if (!STy->getNumElements()) /* Struct can be empty {} */
11574           break;
11575         NewGEPIndices.push_back(Zero);
11576         SrcPTy = STy->getElementType(0);
11577       } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy)) {
11578         NewGEPIndices.push_back(Zero);
11579         SrcPTy = ATy->getElementType();
11580       } else {
11581         break;
11582       }
11583     }
11584     
11585     SrcTy = PointerType::get(SrcPTy, SrcTy->getAddressSpace());
11586   }
11587
11588   if (!SrcPTy->isInteger() && !isa<PointerType>(SrcPTy))
11589     return 0;
11590   
11591   // If the pointers point into different address spaces or if they point to
11592   // values with different sizes, we can't do the transformation.
11593   if (!IC.getTargetData() ||
11594       SrcTy->getAddressSpace() != 
11595         cast<PointerType>(CI->getType())->getAddressSpace() ||
11596       IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(SrcPTy) !=
11597       IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(DestPTy))
11598     return 0;
11599
11600   // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
11601   // the same size.  Instead of casting the pointer before 
11602   // the store, cast the value to be stored.
11603   Value *NewCast;
11604   Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
11605   Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
11606   const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
11607   const Type* CastDstTy = SrcPTy;
11608   if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
11609     if (CastSrcTy->isInteger())
11610       opcode = Instruction::IntToPtr;
11611   } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
11612     if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
11613       opcode = Instruction::PtrToInt;
11614   }
11615   
11616   // SIOp0 is a pointer to aggregate and this is a store to the first field,
11617   // emit a GEP to index into its first field.
11618   if (!NewGEPIndices.empty())
11619     CastOp = IC.Builder->CreateInBoundsGEP(CastOp, NewGEPIndices.begin(),
11620                                            NewGEPIndices.end());
11621   
11622   NewCast = IC.Builder->CreateCast(opcode, SIOp0, CastDstTy,
11623                                    SIOp0->getName()+".c");
11624   return new StoreInst(NewCast, CastOp);
11625 }
11626
11627 /// equivalentAddressValues - Test if A and B will obviously have the same
11628 /// value. This includes recognizing that %t0 and %t1 will have the same
11629 /// value in code like this:
11630 ///   %t0 = getelementptr \@a, 0, 3
11631 ///   store i32 0, i32* %t0
11632 ///   %t1 = getelementptr \@a, 0, 3
11633 ///   %t2 = load i32* %t1
11634 ///
11635 static bool equivalentAddressValues(Value *A, Value *B) {
11636   // Test if the values are trivially equivalent.
11637   if (A == B) return true;
11638   
11639   // Test if the values come form identical arithmetic instructions.
11640   // This uses isIdenticalToWhenDefined instead of isIdenticalTo because
11641   // its only used to compare two uses within the same basic block, which
11642   // means that they'll always either have the same value or one of them
11643   // will have an undefined value.
11644   if (isa<BinaryOperator>(A) ||
11645       isa<CastInst>(A) ||
11646       isa<PHINode>(A) ||
11647       isa<GetElementPtrInst>(A))
11648     if (Instruction *BI = dyn_cast<Instruction>(B))
11649       if (cast<Instruction>(A)->isIdenticalToWhenDefined(BI))
11650         return true;
11651   
11652   // Otherwise they may not be equivalent.
11653   return false;
11654 }
11655
11656 // If this instruction has two uses, one of which is a llvm.dbg.declare,
11657 // return the llvm.dbg.declare.
11658 DbgDeclareInst *InstCombiner::hasOneUsePlusDeclare(Value *V) {
11659   if (!V->hasNUses(2))
11660     return 0;
11661   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
11662        UI != E; ++UI) {
11663     if (DbgDeclareInst *DI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(UI))
11664       return DI;
11665     if (isa<BitCastInst>(UI) && UI->hasOneUse()) {
11666       if (DbgDeclareInst *DI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(UI->use_begin()))
11667         return DI;
11668       }
11669   }
11670   return 0;
11671 }
11672
11673 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
11674   Value *Val = SI.getOperand(0);
11675   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
11676
11677   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
11678     EraseInstFromFunction(SI);
11679     ++NumCombined;
11680     return 0;
11681   }
11682   
11683   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
11684   // alloca dead.
11685   // If the RHS is an alloca with a two uses, the other one being a 
11686   // llvm.dbg.declare, zapify the store and the declare, making the
11687   // alloca dead.  We must do this to prevent declare's from affecting
11688   // codegen.
11689   if (!SI.isVolatile()) {
11690     if (Ptr->hasOneUse()) {
11691       if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
11692         EraseInstFromFunction(SI);
11693         ++NumCombined;
11694         return 0;
11695       }
11696       if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr)) {
11697         if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0))) {
11698           if (GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
11699             EraseInstFromFunction(SI);
11700             ++NumCombined;
11701             return 0;
11702           }
11703           if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(GEP->getOperand(0))) {
11704             EraseInstFromFunction(*DI);
11705             EraseInstFromFunction(SI);
11706             ++NumCombined;
11707             return 0;
11708           }
11709         }
11710       }
11711     }
11712     if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(Ptr)) {
11713       EraseInstFromFunction(*DI);
11714       EraseInstFromFunction(SI);
11715       ++NumCombined;
11716       return 0;
11717     }
11718   }
11719
11720   // Attempt to improve the alignment.
11721   if (TD) {
11722     unsigned KnownAlign =
11723       GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr, TD->getPrefTypeAlignment(Val->getType()));
11724     if (KnownAlign >
11725         (SI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(Val->getType()) :
11726                                   SI.getAlignment()))
11727       SI.setAlignment(KnownAlign);
11728   }
11729
11730   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consecutive
11731   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
11732   // situation often occurs with bitfield accesses.
11733   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
11734   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
11735        --ScanInsts) {
11736     --BBI;
11737     // Don't count debug info directives, lest they affect codegen,
11738     // and we skip pointer-to-pointer bitcasts, which are NOPs.
11739     // It is necessary for correctness to skip those that feed into a
11740     // llvm.dbg.declare, as these are not present when debugging is off.
11741     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
11742         (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType()))) {
11743       ScanInsts++;
11744       continue;
11745     }    
11746     
11747     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
11748       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
11749       if (!PrevSI->isVolatile() &&equivalentAddressValues(PrevSI->getOperand(1),
11750                                                           SI.getOperand(1))) {
11751         ++NumDeadStore;
11752         ++BBI;
11753         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
11754         continue;
11755       }
11756       break;
11757     }
11758     
11759     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
11760     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
11761     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
11762     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
11763       if (LI == Val && equivalentAddressValues(LI->getOperand(0), Ptr) &&
11764           !SI.isVolatile()) {
11765         EraseInstFromFunction(SI);
11766         ++NumCombined;
11767         return 0;
11768       }
11769       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
11770       // may not be dead.
11771       break;
11772     }
11773     
11774     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
11775     if (BBI->mayWriteToMemory() || BBI->mayReadFromMemory())
11776       break;
11777   }
11778   
11779   
11780   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
11781
11782   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
11783   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) && SI.getPointerAddressSpace() == 0) {
11784     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
11785       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
11786       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
11787         Worklist.Add(U);  // Dropped a use.
11788       ++NumCombined;
11789     }
11790     return 0;  // Do not modify these!
11791   }
11792
11793   // store undef, Ptr -> noop
11794   if (isa<UndefValue>(Val)) {
11795     EraseInstFromFunction(SI);
11796     ++NumCombined;
11797     return 0;
11798   }
11799
11800   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
11801   // source instead.
11802   if (isa<CastInst>(Ptr))
11803     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11804       return Res;
11805   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
11806     if (CE->isCast())
11807       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11808         return Res;
11809
11810   
11811   // If this store is the last instruction in the basic block (possibly
11812   // excepting debug info instructions and the pointer bitcasts that feed
11813   // into them), and if the block ends with an unconditional branch, try
11814   // to move it to the successor block.
11815   BBI = &SI; 
11816   do {
11817     ++BBI;
11818   } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
11819            (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType())));
11820   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
11821     if (BI->isUnconditional())
11822       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
11823         return 0;  // xform done!
11824   
11825   return 0;
11826 }
11827
11828 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
11829 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
11830 /// into a phi node with a store in the successor.
11831 ///
11832 /// Simplify things like:
11833 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
11834 /// into a phi node with a store in the successor.
11835 ///
11836 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
11837   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
11838   
11839   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
11840   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
11841   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
11842   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
11843   
11844   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
11845   // the other predecessor.
11846   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
11847   BasicBlock *OtherBB = 0;
11848   if (*PI != StoreBB)
11849     OtherBB = *PI;
11850   ++PI;
11851   if (PI == pred_end(DestBB))
11852     return false;
11853   
11854   if (*PI != StoreBB) {
11855     if (OtherBB)
11856       return false;
11857     OtherBB = *PI;
11858   }
11859   if (++PI != pred_end(DestBB))
11860     return false;
11861
11862   // Bail out if all the relevant blocks aren't distinct (this can happen,
11863   // for example, if SI is in an infinite loop)
11864   if (StoreBB == DestBB || OtherBB == DestBB)
11865     return false;
11866
11867   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
11868   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
11869   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
11870   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
11871     return false;
11872   
11873   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
11874   // else' case.  there is an instruction before the branch.
11875   StoreInst *OtherStore = 0;
11876   if (OtherBr->isUnconditional()) {
11877     --BBI;
11878     // Skip over debugging info.
11879     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
11880            (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType()))) {
11881       if (BBI==OtherBB->begin())
11882         return false;
11883       --BBI;
11884     }
11885     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
11886     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
11887     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
11888       return false;
11889   } else {
11890     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
11891     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
11892     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
11893         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
11894       return false;
11895     
11896     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
11897     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
11898     // lives in OtherBB.
11899     for (;; --BBI) {
11900       // Check to see if we find the matching store.
11901       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
11902         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
11903           return false;
11904         break;
11905       }
11906       // If we find something that may be using or overwriting the stored
11907       // value, or if we run out of instructions, we can't do the xform.
11908       if (BBI->mayReadFromMemory() || BBI->mayWriteToMemory() ||
11909           BBI == OtherBB->begin())
11910         return false;
11911     }
11912     
11913     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
11914     // make sure nothing reads or overwrites the stored value in
11915     // StoreBB.
11916     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
11917       // FIXME: This should really be AA driven.
11918       if (I->mayReadFromMemory() || I->mayWriteToMemory())
11919         return false;
11920     }
11921   }
11922   
11923   // Insert a PHI node now if we need it.
11924   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
11925   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
11926     PHINode *PN = PHINode::Create(MergedVal->getType(), "storemerge");
11927     PN->reserveOperandSpace(2);
11928     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
11929     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
11930     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
11931   }
11932   
11933   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
11934   // insert it.
11935   BBI = DestBB->getFirstNonPHI();
11936   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
11937                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
11938   
11939   // Nuke the old stores.
11940   EraseInstFromFunction(SI);
11941   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
11942   ++NumCombined;
11943   return true;
11944 }
11945
11946
11947 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
11948   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
11949   Value *X = 0;
11950   BasicBlock *TrueDest;
11951   BasicBlock *FalseDest;
11952   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
11953       !isa<Constant>(X)) {
11954     // Swap Destinations and condition...
11955     BI.setCondition(X);
11956     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11957     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11958     return &BI;
11959   }
11960
11961   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
11962   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
11963   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
11964                              TrueDest, FalseDest)) &&
11965       BI.getCondition()->hasOneUse())
11966     if (FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
11967         FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) {
11968       FCmpInst *Cond = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
11969       Cond->setPredicate(FCmpInst::getInversePredicate(FPred));
11970       
11971       // Swap Destinations and condition.
11972       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11973       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11974       Worklist.Add(Cond);
11975       return &BI;
11976     }
11977
11978   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
11979   ICmpInst::Predicate IPred;
11980   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
11981                       TrueDest, FalseDest)) &&
11982       BI.getCondition()->hasOneUse())
11983     if (IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
11984         IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
11985         IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) {
11986       ICmpInst *Cond = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
11987       Cond->setPredicate(ICmpInst::getInversePredicate(IPred));
11988       // Swap Destinations and condition.
11989       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11990       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11991       Worklist.Add(Cond);
11992       return &BI;
11993     }
11994
11995   return 0;
11996 }
11997
11998 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
11999   Value *Cond = SI.getCondition();
12000   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
12001     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
12002       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
12003         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
12004         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
12005           SI.setOperand(i,
12006                    ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
12007                                                 AddRHS));
12008         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
12009         Worklist.Add(I);
12010         return &SI;
12011       }
12012   }
12013   return 0;
12014 }
12015
12016 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
12017   Value *Agg = EV.getAggregateOperand();
12018
12019   if (!EV.hasIndices())
12020     return ReplaceInstUsesWith(EV, Agg);
12021
12022   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Agg)) {
12023     if (isa<UndefValue>(C))
12024       return ReplaceInstUsesWith(EV, UndefValue::get(EV.getType()));
12025       
12026     if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
12027       return ReplaceInstUsesWith(EV, Constant::getNullValue(EV.getType()));
12028
12029     if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantStruct>(C)) {
12030       // Extract the element indexed by the first index out of the constant
12031       Value *V = C->getOperand(*EV.idx_begin());
12032       if (EV.getNumIndices() > 1)
12033         // Extract the remaining indices out of the constant indexed by the
12034         // first index
12035         return ExtractValueInst::Create(V, EV.idx_begin() + 1, EV.idx_end());
12036       else
12037         return ReplaceInstUsesWith(EV, V);
12038     }
12039     return 0; // Can't handle other constants
12040   } 
12041   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
12042     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
12043     const unsigned *exti, *exte, *insi, *inse;
12044     for (exti = EV.idx_begin(), insi = IV->idx_begin(),
12045          exte = EV.idx_end(), inse = IV->idx_end();
12046          exti != exte && insi != inse;
12047          ++exti, ++insi) {
12048       if (*insi != *exti)
12049         // The insert and extract both reference distinctly different elements.
12050         // This means the extract is not influenced by the insert, and we can
12051         // replace the aggregate operand of the extract with the aggregate
12052         // operand of the insert. i.e., replace
12053         // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
12054         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 0
12055         // with
12056         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 0
12057         return ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
12058                                         EV.idx_begin(), EV.idx_end());
12059     }
12060     if (exti == exte && insi == inse)
12061       // Both iterators are at the end: Index lists are identical. Replace
12062       // %B = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
12063       // %C = extractvalue { i32, { i32 } } %B, 1, 0
12064       // with "i32 42"
12065       return ReplaceInstUsesWith(EV, IV->getInsertedValueOperand());
12066     if (exti == exte) {
12067       // The extract list is a prefix of the insert list. i.e. replace
12068       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
12069       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1
12070       // with
12071       // %X = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 1
12072       // %E = insertvalue { i32 } %X, i32 42, 0
12073       // by switching the order of the insert and extract (though the
12074       // insertvalue should be left in, since it may have other uses).
12075       Value *NewEV = Builder->CreateExtractValue(IV->getAggregateOperand(),
12076                                                  EV.idx_begin(), EV.idx_end());
12077       return InsertValueInst::Create(NewEV, IV->getInsertedValueOperand(),
12078                                      insi, inse);
12079     }
12080     if (insi == inse)
12081       // The insert list is a prefix of the extract list
12082       // We can simply remove the common indices from the extract and make it
12083       // operate on the inserted value instead of the insertvalue result.
12084       // i.e., replace
12085       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
12086       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1, 0
12087       // with
12088       // %E extractvalue { i32 } { i32 42 }, 0
12089       return ExtractValueInst::Create(IV->getInsertedValueOperand(), 
12090                                       exti, exte);
12091   }
12092   // Can't simplify extracts from other values. Note that nested extracts are
12093   // already simplified implicitely by the above (extract ( extract (insert) )
12094   // will be translated into extract ( insert ( extract ) ) first and then just
12095   // the value inserted, if appropriate).
12096   return 0;
12097 }
12098
12099 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
12100 /// is to leave as a vector operation.
12101 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
12102   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
12103     return true;
12104   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
12105     if (isConstant) return true;
12106     // If all elts are the same, we can extract.
12107     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
12108     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
12109       if (C->getOperand(i) != Op0)
12110         return false;
12111     return true;
12112   }
12113   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
12114   if (!I) return false;
12115   
12116   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
12117   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
12118   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
12119       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
12120     return true;
12121   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
12122     return true;
12123   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
12124     if (BO->hasOneUse() &&
12125         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
12126          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
12127       return true;
12128   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
12129     if (CI->hasOneUse() &&
12130         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
12131          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
12132       return true;
12133   
12134   return false;
12135 }
12136
12137 /// Read and decode a shufflevector mask.
12138 ///
12139 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
12140 /// elements in the input.
12141 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
12142   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
12143   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
12144     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
12145   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
12146     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
12147
12148   std::vector<unsigned> Result;
12149   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
12150   for (User::const_op_iterator i = CP->op_begin(), e = CP->op_end(); i!=e; ++i)
12151     if (isa<UndefValue>(*i))
12152       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
12153     else
12154       Result.push_back(cast<ConstantInt>(*i)->getZExtValue());
12155   return Result;
12156 }
12157
12158 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
12159 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
12160 /// extracted from the vector.
12161 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo,
12162                                 LLVMContext *Context) {
12163   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
12164   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
12165   unsigned Width = PTy->getNumElements();
12166   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
12167     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
12168   
12169   if (isa<UndefValue>(V))
12170     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
12171   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
12172     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
12173   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
12174     return CP->getOperand(EltNo);
12175   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12176     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
12177     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
12178       return 0;
12179     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
12180     
12181     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
12182     // inserted value.
12183     if (EltNo == IIElt) 
12184       return III->getOperand(1);
12185     
12186     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
12187     // vector input.
12188     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo, Context);
12189   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
12190     unsigned LHSWidth =
12191       cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12192     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
12193     if (InEl < LHSWidth)
12194       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl, Context);
12195     else if (InEl < LHSWidth*2)
12196       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - LHSWidth, Context);
12197     else
12198       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
12199   }
12200   
12201   // Otherwise, we don't know.
12202   return 0;
12203 }
12204
12205 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
12206   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
12207   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
12208     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
12209
12210   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
12211   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
12212     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
12213   
12214   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
12215     // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
12216     // that element. When the elements are not identical, we cannot replace yet
12217     // (we do that below, but only when the index is constant).
12218     Constant *op0 = C->getOperand(0);
12219     for (unsigned i = 1; i != C->getNumOperands(); ++i)
12220       if (C->getOperand(i) != op0) {
12221         op0 = 0; 
12222         break;
12223       }
12224     if (op0)
12225       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
12226   }
12227   
12228   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
12229   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
12230   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
12231     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
12232     unsigned VectorWidth = EI.getVectorOperandType()->getNumElements();
12233       
12234     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
12235     // crashing the code below.
12236     if (IndexVal >= VectorWidth)
12237       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
12238     
12239     // This instruction only demands the single element from the input vector.
12240     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
12241     // property.
12242     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
12243       APInt UndefElts(VectorWidth, 0);
12244       APInt DemandedMask(VectorWidth, 1 << IndexVal);
12245       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
12246                                                 DemandedMask, UndefElts)) {
12247         EI.setOperand(0, V);
12248         return &EI;
12249       }
12250     }
12251     
12252     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal, Context))
12253       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
12254     
12255     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
12256     // the same number of elements, see if we can find the source element from
12257     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
12258     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
12259       if (const VectorType *VT = 
12260               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
12261         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
12262           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0),
12263                                              IndexVal, Context))
12264             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
12265     }
12266   }
12267   
12268   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
12269     // Push extractelement into predecessor operation if legal and
12270     // profitable to do so
12271     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
12272       if (I->hasOneUse() &&
12273           CheapToScalarize(BO, isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1)))) {
12274         Value *newEI0 =
12275           Builder->CreateExtractElement(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
12276                                         EI.getName()+".lhs");
12277         Value *newEI1 =
12278           Builder->CreateExtractElement(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
12279                                         EI.getName()+".rhs");
12280         return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
12281       }
12282     } else if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
12283       // Extracting the inserted element?
12284       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
12285         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
12286       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
12287       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
12288       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) && isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
12289         Worklist.AddValue(EI.getOperand(0));
12290         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
12291         return &EI;
12292       }
12293     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
12294       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
12295       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
12296       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
12297         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
12298         Value *Src;
12299         unsigned LHSWidth =
12300           cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12301
12302         if (SrcIdx < LHSWidth)
12303           Src = SVI->getOperand(0);
12304         else if (SrcIdx < LHSWidth*2) {
12305           SrcIdx -= LHSWidth;
12306           Src = SVI->getOperand(1);
12307         } else {
12308           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
12309         }
12310         return ExtractElementInst::Create(Src,
12311                          ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), SrcIdx,
12312                                           false));
12313       }
12314     }
12315     // FIXME: Canonicalize extractelement(bitcast) -> bitcast(extractelement)
12316   }
12317   return 0;
12318 }
12319
12320 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
12321 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
12322 /// Otherwise, return false.
12323 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
12324                                          std::vector<Constant*> &Mask,
12325                                          LLVMContext *Context) {
12326   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
12327          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
12328   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
12329
12330   if (isa<UndefValue>(V)) {
12331     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context)));
12332     return true;
12333   } else if (V == LHS) {
12334     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12335       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), i));
12336     return true;
12337   } else if (V == RHS) {
12338     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12339       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), i+NumElts));
12340     return true;
12341   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12342     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
12343     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
12344     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
12345     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
12346     
12347     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
12348       return false;
12349     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
12350     
12351     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
12352       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
12353       // transitively ok.
12354       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask, Context)) {
12355         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
12356         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context));
12357         return true;
12358       }      
12359     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
12360       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
12361           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
12362         unsigned ExtractedIdx =
12363           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
12364         
12365         // This must be extracting from either LHS or RHS.
12366         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
12367           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
12368           // transitively ok.
12369           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask, Context)) {
12370             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
12371             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
12372               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
12373                  ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), ExtractedIdx);
12374             } else {
12375               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
12376               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
12377                 ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), ExtractedIdx+NumElts);
12378               
12379             }
12380             return true;
12381           }
12382         }
12383       }
12384     }
12385   }
12386   // TODO: Handle shufflevector here!
12387   
12388   return false;
12389 }
12390
12391 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
12392 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
12393 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
12394 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
12395                                      Value *&RHS, LLVMContext *Context) {
12396   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
12397          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
12398          "Invalid shuffle!");
12399   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
12400
12401   if (isa<UndefValue>(V)) {
12402     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context)));
12403     return V;
12404   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
12405     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), 0));
12406     return V;
12407   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12408     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
12409     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
12410     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
12411     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
12412     
12413     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
12414       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
12415           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
12416         unsigned ExtractedIdx =
12417           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
12418         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
12419         
12420         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
12421         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
12422         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
12423           RHS = EI->getOperand(0);
12424           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS, Context);
12425           Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
12426             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), NumElts+ExtractedIdx);
12427           return V;
12428         }
12429         
12430         if (VecOp == RHS) {
12431           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask,
12432                                             RHS, Context);
12433           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
12434           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
12435             if (i != InsertedIdx)
12436               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), NumElts+i);
12437           }
12438           return V;
12439         }
12440         
12441         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
12442         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
12443         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask,
12444                                          Context))
12445           return EI->getOperand(0);
12446         
12447       }
12448     }
12449   }
12450   // TODO: Handle shufflevector here!
12451   
12452   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
12453   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12454     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), i));
12455   return V;
12456 }
12457
12458 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
12459   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
12460   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
12461   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
12462   
12463   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
12464   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
12465     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
12466   
12467   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
12468   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
12469   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
12470     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
12471         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
12472       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
12473       unsigned ExtractedIdx =
12474         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
12475       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
12476       
12477       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
12478         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
12479       
12480       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
12481         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
12482       
12483       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
12484       // back into the same place, just use the input vector.
12485       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
12486         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
12487       
12488       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
12489       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
12490       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
12491         std::vector<Constant*> Mask;
12492         Value *RHS = 0;
12493         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS, Context);
12494         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
12495         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
12496         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS,
12497                                      ConstantVector::get(Mask));
12498       }
12499     }
12500   }
12501
12502   unsigned VWidth = cast<VectorType>(VecOp->getType())->getNumElements();
12503   APInt UndefElts(VWidth, 0);
12504   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
12505   if (SimplifyDemandedVectorElts(&IE, AllOnesEltMask, UndefElts))
12506     return &IE;
12507
12508   return 0;
12509 }
12510
12511
12512 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
12513   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
12514   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
12515   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
12516
12517   bool MadeChange = false;
12518
12519   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
12520   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
12521     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
12522
12523   unsigned VWidth = cast<VectorType>(SVI.getType())->getNumElements();
12524
12525   if (VWidth != cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements())
12526     return 0;
12527
12528   APInt UndefElts(VWidth, 0);
12529   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
12530   if (SimplifyDemandedVectorElts(&SVI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
12531     LHS = SVI.getOperand(0);
12532     RHS = SVI.getOperand(1);
12533     MadeChange = true;
12534   }
12535   
12536   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
12537   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
12538   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
12539     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
12540       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
12541       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
12542     }
12543     
12544     // Remap any references to RHS to use LHS.
12545     std::vector<Constant*> Elts;
12546     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
12547       if (Mask[i] >= 2*e)
12548         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context)));
12549       else {
12550         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
12551             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS))) {
12552           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
12553           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context)));
12554         } else {
12555           Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
12556           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), Mask[i]));
12557         }
12558       }
12559     }
12560     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
12561     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
12562     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
12563     LHS = SVI.getOperand(0);
12564     RHS = SVI.getOperand(1);
12565     MadeChange = true;
12566   }
12567   
12568   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
12569   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
12570     
12571   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
12572     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
12573     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
12574     isLHSID &= (Mask[i] == i);
12575       
12576     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
12577     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
12578   }
12579
12580   // Eliminate identity shuffles.
12581   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
12582   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
12583   
12584   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
12585   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
12586   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
12587   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
12588   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
12589   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
12590   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
12591   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
12592   // (splat(splat)) -> splat.
12593   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
12594     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
12595       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
12596
12597       std::vector<unsigned> NewMask;
12598       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
12599         if (Mask[i] >= 2*e)
12600           NewMask.push_back(2*e);
12601         else
12602           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
12603       
12604       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
12605       // the replacement.
12606       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
12607         unsigned LHSInNElts =
12608           cast<VectorType>(LHSSVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12609         std::vector<Constant*> Elts;
12610         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
12611           if (NewMask[i] >= LHSInNElts*2) {
12612             Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context)));
12613           } else {
12614             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), NewMask[i]));
12615           }
12616         }
12617         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
12618                                      LHSSVI->getOperand(1),
12619                                      ConstantVector::get(Elts));
12620       }
12621     }
12622   }
12623
12624   return MadeChange ? &SVI : 0;
12625 }
12626
12627
12628
12629
12630 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
12631 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
12632 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
12633 /// end of its block.
12634 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
12635   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
12636
12637   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
12638   if (isa<PHINode>(I) || I->mayHaveSideEffects() || isa<TerminatorInst>(I))
12639     return false;
12640
12641   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
12642   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
12643         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
12644     return false;
12645
12646   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
12647   // the end of block that could change the value.
12648   if (I->mayReadFromMemory()) {
12649     for (BasicBlock::iterator Scan = I, E = I->getParent()->end();
12650          Scan != E; ++Scan)
12651       if (Scan->mayWriteToMemory())
12652         return false;
12653   }
12654
12655   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstNonPHI();
12656
12657   CopyPrecedingStopPoint(I, InsertPos);
12658   I->moveBefore(InsertPos);
12659   ++NumSunkInst;
12660   return true;
12661 }
12662
12663
12664 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
12665 /// all reachable code to the worklist.
12666 ///
12667 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
12668 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
12669 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
12670 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
12671 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
12672 ///
12673 static bool AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
12674                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
12675                                        InstCombiner &IC,
12676                                        const TargetData *TD) {
12677   bool MadeIRChange = false;
12678   SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
12679   Worklist.push_back(BB);
12680   
12681   std::vector<Instruction*> InstrsForInstCombineWorklist;
12682   InstrsForInstCombineWorklist.reserve(128);
12683
12684   SmallPtrSet<ConstantExpr*, 64> FoldedConstants;
12685   
12686   while (!Worklist.empty()) {
12687     BB = Worklist.back();
12688     Worklist.pop_back();
12689     
12690     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
12691     if (!Visited.insert(BB)) continue;
12692
12693     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
12694       Instruction *Inst = BBI++;
12695       
12696       // DCE instruction if trivially dead.
12697       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
12698         ++NumDeadInst;
12699         DEBUG(errs() << "IC: DCE: " << *Inst << '\n');
12700         Inst->eraseFromParent();
12701         continue;
12702       }
12703       
12704       // ConstantProp instruction if trivially constant.
12705       if (!Inst->use_empty() && isa<Constant>(Inst->getOperand(0)))
12706         if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, BB->getContext(), TD)) {
12707           DEBUG(errs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: "
12708                        << *Inst << '\n');
12709           Inst->replaceAllUsesWith(C);
12710           ++NumConstProp;
12711           Inst->eraseFromParent();
12712           continue;
12713         }
12714       
12715       
12716       
12717       if (TD) {
12718         // See if we can constant fold its operands.
12719         for (User::op_iterator i = Inst->op_begin(), e = Inst->op_end();
12720              i != e; ++i) {
12721           ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(i);
12722           if (CE == 0) continue;
12723           
12724           // If we already folded this constant, don't try again.
12725           if (!FoldedConstants.insert(CE))
12726             continue;
12727           
12728           Constant *NewC =
12729             ConstantFoldConstantExpression(CE, BB->getContext(), TD);
12730           if (NewC && NewC != CE) {
12731             *i = NewC;
12732             MadeIRChange = true;
12733           }
12734         }
12735       }
12736       
12737
12738       InstrsForInstCombineWorklist.push_back(Inst);
12739     }
12740
12741     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
12742     // constant, only visit the reachable successor.
12743     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
12744     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
12745       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
12746         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
12747         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
12748         Worklist.push_back(ReachableBB);
12749         continue;
12750       }
12751     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
12752       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
12753         // See if this is an explicit destination.
12754         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12755           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
12756             BasicBlock *ReachableBB = SI->getSuccessor(i);
12757             Worklist.push_back(ReachableBB);
12758             continue;
12759           }
12760         
12761         // Otherwise it is the default destination.
12762         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
12763         continue;
12764       }
12765     }
12766     
12767     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12768       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
12769   }
12770   
12771   // Once we've found all of the instructions to add to instcombine's worklist,
12772   // add them in reverse order.  This way instcombine will visit from the top
12773   // of the function down.  This jives well with the way that it adds all uses
12774   // of instructions to the worklist after doing a transformation, thus avoiding
12775   // some N^2 behavior in pathological cases.
12776   IC.Worklist.AddInitialGroup(&InstrsForInstCombineWorklist[0],
12777                               InstrsForInstCombineWorklist.size());
12778   
12779   return MadeIRChange;
12780 }
12781
12782 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
12783   MadeIRChange = false;
12784   
12785   DEBUG(errs() << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
12786         << F.getNameStr() << "\n");
12787
12788   {
12789     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
12790     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
12791     // track of which blocks we visit.
12792     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
12793     MadeIRChange |= AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
12794
12795     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
12796     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
12797     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
12798     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
12799       if (!Visited.count(BB)) {
12800         Instruction *Term = BB->getTerminator();
12801         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
12802           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
12803
12804           DEBUG(errs() << "IC: DCE: " << *I << '\n');
12805           // A debug intrinsic shouldn't force another iteration if we weren't
12806           // going to do one without it.
12807           if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
12808             ++NumDeadInst;
12809             MadeIRChange = true;
12810           }
12811
12812           // If I is not void type then replaceAllUsesWith undef.
12813           // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
12814           if (!I->getType()->isVoidTy())
12815             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
12816           I->eraseFromParent();
12817         }
12818       }
12819   }
12820
12821   while (!Worklist.isEmpty()) {
12822     Instruction *I = Worklist.RemoveOne();
12823     if (I == 0) continue;  // skip null values.
12824
12825     // Check to see if we can DCE the instruction.
12826     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12827       DEBUG(errs() << "IC: DCE: " << *I << '\n');
12828       EraseInstFromFunction(*I);
12829       ++NumDeadInst;
12830       MadeIRChange = true;
12831       continue;
12832     }
12833
12834     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
12835     if (!I->use_empty() && isa<Constant>(I->getOperand(0)))
12836       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, F.getContext(), TD)) {
12837         DEBUG(errs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I << '\n');
12838
12839         // Add operands to the worklist.
12840         ReplaceInstUsesWith(*I, C);
12841         ++NumConstProp;
12842         EraseInstFromFunction(*I);
12843         MadeIRChange = true;
12844         continue;
12845       }
12846
12847     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
12848     if (I->hasOneUse()) {
12849       BasicBlock *BB = I->getParent();
12850       Instruction *UserInst = cast<Instruction>(I->use_back());
12851       BasicBlock *UserParent;
12852       
12853       // Get the block the use occurs in.
12854       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(UserInst))
12855         UserParent = PN->getIncomingBlock(I->use_begin().getUse());
12856       else
12857         UserParent = UserInst->getParent();
12858       
12859       if (UserParent != BB) {
12860         bool UserIsSuccessor = false;
12861         // See if the user is one of our successors.
12862         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
12863           if (*SI == UserParent) {
12864             UserIsSuccessor = true;
12865             break;
12866           }
12867
12868         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
12869         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
12870         // otherwise), we can keep going.
12871         if (UserIsSuccessor && UserParent->getSinglePredecessor())
12872           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
12873           MadeIRChange |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
12874       }
12875     }
12876
12877     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it.
12878     Builder->SetInsertPoint(I->getParent(), I);
12879     
12880 #ifndef NDEBUG
12881     std::string OrigI;
12882 #endif
12883     DEBUG(raw_string_ostream SS(OrigI); I->print(SS); OrigI = SS.str(););
12884     DEBUG(errs() << "IC: Visiting: " << OrigI << '\n');
12885
12886     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
12887       ++NumCombined;
12888       // Should we replace the old instruction with a new one?
12889       if (Result != I) {
12890         DEBUG(errs() << "IC: Old = " << *I << '\n'
12891                      << "    New = " << *Result << '\n');
12892
12893         // Everything uses the new instruction now.
12894         I->replaceAllUsesWith(Result);
12895
12896         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
12897         Worklist.Add(Result);
12898         Worklist.AddUsersToWorkList(*Result);
12899
12900         // Move the name to the new instruction first.
12901         Result->takeName(I);
12902
12903         // Insert the new instruction into the basic block...
12904         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
12905         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
12906
12907         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
12908           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
12909             ++InsertPos;
12910
12911         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
12912
12913         EraseInstFromFunction(*I);
12914       } else {
12915 #ifndef NDEBUG
12916         DEBUG(errs() << "IC: Mod = " << OrigI << '\n'
12917                      << "    New = " << *I << '\n');
12918 #endif
12919
12920         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
12921         // if so, remove it.
12922         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12923           EraseInstFromFunction(*I);
12924         } else {
12925           Worklist.Add(I);
12926           Worklist.AddUsersToWorkList(*I);
12927         }
12928       }
12929       MadeIRChange = true;
12930     }
12931   }
12932
12933   Worklist.Zap();
12934   return MadeIRChange;
12935 }
12936
12937
12938 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
12939   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
12940   Context = &F.getContext();
12941   TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
12942
12943   
12944   /// Builder - This is an IRBuilder that automatically inserts new
12945   /// instructions into the worklist when they are created.
12946   IRBuilder<true, TargetFolder, InstCombineIRInserter> 
12947     TheBuilder(F.getContext(), TargetFolder(TD, F.getContext()),
12948                InstCombineIRInserter(Worklist));
12949   Builder = &TheBuilder;
12950   
12951   bool EverMadeChange = false;
12952
12953   // Iterate while there is work to do.
12954   unsigned Iteration = 0;
12955   while (DoOneIteration(F, Iteration++))
12956     EverMadeChange = true;
12957   
12958   Builder = 0;
12959   return EverMadeChange;
12960 }
12961
12962 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
12963   return new InstCombiner();
12964 }