Improve comment.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
11 // instructions.  This pass does not modify the CFG.  This pass is where
12 // algebraic simplification happens.
13 //
14 // This pass combines things like:
15 //    %Y = add i32 %X, 1
16 //    %Z = add i32 %Y, 1
17 // into:
18 //    %Z = add i32 %X, 2
19 //
20 // This is a simple worklist driven algorithm.
21 //
22 // This pass guarantees that the following canonicalizations are performed on
23 // the program:
24 //    1. If a binary operator has a constant operand, it is moved to the RHS
25 //    2. Bitwise operators with constant operands are always grouped so that
26 //       shifts are performed first, then or's, then and's, then xor's.
27 //    3. Compare instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
28 //    4. All cmp instructions on boolean values are replaced with logical ops
29 //    5. add X, X is represented as (X*2) => (X << 1)
30 //    6. Multiplies with a power-of-two constant argument are transformed into
31 //       shifts.
32 //   ... etc.
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
37 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
38 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
39 #include "llvm/Pass.h"
40 #include "llvm/DerivedTypes.h"
41 #include "llvm/GlobalVariable.h"
42 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
43 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
44 #include "llvm/Target/TargetData.h"
45 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
46 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
47 #include "llvm/Support/CallSite.h"
48 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
49 #include "llvm/Support/Debug.h"
50 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
51 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
52 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
53 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
54 #include "llvm/Support/Compiler.h"
55 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
56 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
57 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
58 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
59 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
60 #include <algorithm>
61 #include <climits>
62 #include <sstream>
63 using namespace llvm;
64 using namespace llvm::PatternMatch;
65
66 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
67 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
68 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
69 STATISTIC(NumDeadStore, "Number of dead stores eliminated");
70 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
71
72 namespace {
73   class VISIBILITY_HIDDEN InstCombiner
74     : public FunctionPass,
75       public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
76     // Worklist of all of the instructions that need to be simplified.
77     SmallVector<Instruction*, 256> Worklist;
78     DenseMap<Instruction*, unsigned> WorklistMap;
79     TargetData *TD;
80     bool MustPreserveLCSSA;
81   public:
82     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
83     InstCombiner() : FunctionPass(&ID) {}
84
85     /// AddToWorkList - Add the specified instruction to the worklist if it
86     /// isn't already in it.
87     void AddToWorkList(Instruction *I) {
88       if (WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size())).second)
89         Worklist.push_back(I);
90     }
91     
92     // RemoveFromWorkList - remove I from the worklist if it exists.
93     void RemoveFromWorkList(Instruction *I) {
94       DenseMap<Instruction*, unsigned>::iterator It = WorklistMap.find(I);
95       if (It == WorklistMap.end()) return; // Not in worklist.
96       
97       // Don't bother moving everything down, just null out the slot.
98       Worklist[It->second] = 0;
99       
100       WorklistMap.erase(It);
101     }
102     
103     Instruction *RemoveOneFromWorkList() {
104       Instruction *I = Worklist.back();
105       Worklist.pop_back();
106       WorklistMap.erase(I);
107       return I;
108     }
109
110     
111     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
112     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
113     /// now.
114     ///
115     void AddUsersToWorkList(Value &I) {
116       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
117            UI != UE; ++UI)
118         AddToWorkList(cast<Instruction>(*UI));
119     }
120
121     /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
122     /// the work lists because they might get more simplified now.
123     ///
124     void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
125       for (User::op_iterator i = I.op_begin(), e = I.op_end(); i != e; ++i)
126         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(*i))
127           AddToWorkList(Op);
128     }
129     
130     /// AddSoonDeadInstToWorklist - The specified instruction is about to become
131     /// dead.  Add all of its operands to the worklist, turning them into
132     /// undef's to reduce the number of uses of those instructions.
133     ///
134     /// Return the specified operand before it is turned into an undef.
135     ///
136     Value *AddSoonDeadInstToWorklist(Instruction &I, unsigned op) {
137       Value *R = I.getOperand(op);
138       
139       for (User::op_iterator i = I.op_begin(), e = I.op_end(); i != e; ++i)
140         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(*i)) {
141           AddToWorkList(Op);
142           // Set the operand to undef to drop the use.
143           *i = UndefValue::get(Op->getType());
144         }
145       
146       return R;
147     }
148
149   public:
150     virtual bool runOnFunction(Function &F);
151     
152     bool DoOneIteration(Function &F, unsigned ItNum);
153
154     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
155       AU.addRequired<TargetData>();
156       AU.addPreservedID(LCSSAID);
157       AU.setPreservesCFG();
158     }
159
160     TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
161
162     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
163     // instruction types.  The semantics are as follows:
164     // Return Value:
165     //    null        - No change was made
166     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
167     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
168     //
169     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
170     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
171     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
172     Instruction *visitURem(BinaryOperator &I);
173     Instruction *visitSRem(BinaryOperator &I);
174     Instruction *visitFRem(BinaryOperator &I);
175     bool SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I);
176     Instruction *commonRemTransforms(BinaryOperator &I);
177     Instruction *commonIRemTransforms(BinaryOperator &I);
178     Instruction *commonDivTransforms(BinaryOperator &I);
179     Instruction *commonIDivTransforms(BinaryOperator &I);
180     Instruction *visitUDiv(BinaryOperator &I);
181     Instruction *visitSDiv(BinaryOperator &I);
182     Instruction *visitFDiv(BinaryOperator &I);
183     Instruction *FoldAndOfICmps(Instruction &I, ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS);
184     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
185     Instruction *FoldOrOfICmps(Instruction &I, ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS);
186     Instruction *FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
187                                      Value *A, Value *B, Value *C);
188     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
189     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
190     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
191     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
192     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
193     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
194     Instruction *FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I, Instruction *LHSI,
195                                       Constant *RHSC);
196     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
197     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
198     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
199     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
200                                                 Instruction *LHS,
201                                                 ConstantInt *RHS);
202     Instruction *FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
203                                 ConstantInt *DivRHS);
204
205     Instruction *FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
206                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
207     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
208                                      BinaryOperator &I);
209     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
210     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
211     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
212     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
213     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
214     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
215     Instruction *visitFPTrunc(FPTruncInst &CI);
216     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
217     Instruction *visitFPToUI(FPToUIInst &FI);
218     Instruction *visitFPToSI(FPToSIInst &FI);
219     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
220     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
221     Instruction *visitPtrToInt(CastInst &CI);
222     Instruction *visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI);
223     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
224     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
225                                 Instruction *FI);
226     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &SI);
227     Instruction *visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI, ICmpInst *ICI);
228     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
229     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
230     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
231     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
232     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
233     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
234     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
235     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
236     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
237     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
238     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
239     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
240     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
241     Instruction *visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV);
242
243     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
244     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
245
246   private:
247     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
248     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
249     Instruction *transformCallThroughTrampoline(CallSite CS);
250     Instruction *transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
251                                    bool DoXform = true);
252     bool WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS);
253
254   public:
255     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
256     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
257     //
258     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
259       assert(New && New->getParent() == 0 &&
260              "New instruction already inserted into a basic block!");
261       BasicBlock *BB = Old.getParent();
262       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
263       AddToWorkList(New);
264       return New;
265     }
266
267     /// InsertCastBefore - Insert a cast of V to TY before the instruction POS.
268     /// This also adds the cast to the worklist.  Finally, this returns the
269     /// cast.
270     Value *InsertCastBefore(Instruction::CastOps opc, Value *V, const Type *Ty,
271                             Instruction &Pos) {
272       if (V->getType() == Ty) return V;
273
274       if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V))
275         return ConstantExpr::getCast(opc, CV, Ty);
276       
277       Instruction *C = CastInst::Create(opc, V, Ty, V->getName(), &Pos);
278       AddToWorkList(C);
279       return C;
280     }
281         
282     Value *InsertBitCastBefore(Value *V, const Type *Ty, Instruction &Pos) {
283       return InsertCastBefore(Instruction::BitCast, V, Ty, Pos);
284     }
285
286
287     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
288     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
289     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
290     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
291     // modified.
292     //
293     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
294       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
295       if (&I != V) {
296         I.replaceAllUsesWith(V);
297         return &I;
298       } else {
299         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
300         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
301         I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
302         return &I;
303       }
304     }
305
306     // UpdateValueUsesWith - This method is to be used when an value is
307     // found to be replacable with another preexisting expression or was
308     // updated.  Here we add all uses of I to the worklist, replace all uses of
309     // I with the new value (unless the instruction was just updated), then
310     // return true, so that the inst combiner will know that I was modified.
311     //
312     bool UpdateValueUsesWith(Value *Old, Value *New) {
313       AddUsersToWorkList(*Old);         // Add all modified instrs to worklist
314       if (Old != New)
315         Old->replaceAllUsesWith(New);
316       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Old))
317         AddToWorkList(I);
318       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(New))
319         AddToWorkList(I);
320       return true;
321     }
322     
323     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
324     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
325     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
326     // this function.
327     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
328       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
329       AddUsesToWorkList(I);
330       RemoveFromWorkList(&I);
331       I.eraseFromParent();
332       return 0;  // Don't do anything with FI
333     }
334         
335     void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt &KnownZero,
336                            APInt &KnownOne, unsigned Depth = 0) const {
337       return llvm::ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth);
338     }
339     
340     bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask, 
341                            unsigned Depth = 0) const {
342       return llvm::MaskedValueIsZero(V, Mask, TD, Depth);
343     }
344     unsigned ComputeNumSignBits(Value *Op, unsigned Depth = 0) const {
345       return llvm::ComputeNumSignBits(Op, TD, Depth);
346     }
347
348   private:
349
350     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
351     /// commutative operators.
352     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
353
354     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
355     /// most-complex to least-complex order.
356     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
357
358     /// SimplifyDemandedBits - Attempts to replace V with a simpler value based
359     /// on the demanded bits.
360     bool SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
361                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
362                               unsigned Depth = 0);
363
364     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
365                                       uint64_t &UndefElts, unsigned Depth = 0);
366       
367     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
368     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
369     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
370     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
371
372     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
373     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
374     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
375     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
376     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
377     Instruction *FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN);
378
379     
380     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
381                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
382     
383     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
384                               bool isSub, Instruction &I);
385     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
386                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
387     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocationInst &AI);
388     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
389     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
390     Instruction *SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI);
391     Instruction *SimplifyMemSet(MemSetInst *MI);
392
393
394     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
395
396     bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
397                                     unsigned CastOpc,
398                                     int &NumCastsRemoved);
399     unsigned GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
400                                         unsigned PrefAlign = 0);
401
402   };
403 }
404
405 char InstCombiner::ID = 0;
406 static RegisterPass<InstCombiner>
407 X("instcombine", "Combine redundant instructions");
408
409 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
410 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
411 static unsigned getComplexity(Value *V) {
412   if (isa<Instruction>(V)) {
413     if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
414       return 3;
415     return 4;
416   }
417   if (isa<Argument>(V)) return 3;
418   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
419 }
420
421 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
422 // it.
423 static bool isOnlyUse(Value *V) {
424   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
425 }
426
427 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
428 // though a va_arg area...
429 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
430   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
431     if (ITy->getBitWidth() < 32)
432       return Type::Int32Ty;
433   }
434   return Ty;
435 }
436
437 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst, a constant
438 /// expression bitcast, or a GetElementPtrInst with all zero indices, return the
439 /// operand value, otherwise return null.
440 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
441   if (BitCastInst *I = dyn_cast<BitCastInst>(V))
442     // BitCastInst?
443     return I->getOperand(0);
444   else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
445     // GetElementPtrInst?
446     if (GEP->hasAllZeroIndices())
447       return GEP->getOperand(0);
448   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
449     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
450       // BitCast ConstantExp?
451       return CE->getOperand(0);
452     else if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
453       // GetElementPtr ConstantExp?
454       for (User::op_iterator I = CE->op_begin() + 1, E = CE->op_end();
455            I != E; ++I) {
456         ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I);
457         if (!CI || !CI->isZero())
458           // Any non-zero indices? Not cast-like.
459           return 0;
460       }
461       // All-zero indices? This is just like casting.
462       return CE->getOperand(0);
463     }
464   }
465   return 0;
466 }
467
468 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
469 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
470 static Instruction::CastOps 
471 isEliminableCastPair(
472   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
473   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
474   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
475   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
476 ) {
477   
478   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
479   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
480
481   // Get the opcodes of the two Cast instructions
482   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
483   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
484
485   return Instruction::CastOps(
486       CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
487                                      DstTy, TD->getIntPtrType()));
488 }
489
490 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
491 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
492 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
493 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
494                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
495   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
496   
497   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
498   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
499     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD)) 
500       return false;
501   return true;
502 }
503
504 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
505 // operators:
506 //
507 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
508 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
509 //     binary operators.
510 //
511 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
512 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
513 //
514 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
515   bool Changed = false;
516   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
517     Changed = !I.swapOperands();
518
519   if (!I.isAssociative()) return Changed;
520   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
521   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
522     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
523       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
524         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
525                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
526                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
527         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
528         I.setOperand(1, Folded);
529         return true;
530       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
531         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
532             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
533           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
534           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
535
536           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
537           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
538           Instruction *New = BinaryOperator::Create(Opcode, Op->getOperand(0),
539                                                     Op1->getOperand(0),
540                                                     Op1->getName(), &I);
541           AddToWorkList(New);
542           I.setOperand(0, New);
543           I.setOperand(1, Folded);
544           return true;
545         }
546     }
547   return Changed;
548 }
549
550 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
551 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
552 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
553 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
554   if (getComplexity(I.getOperand(0)) >= getComplexity(I.getOperand(1)))
555     return false;
556   I.swapOperands();
557   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
558   return true;
559 }
560
561 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
562 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
563 //
564 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
565   if (BinaryOperator::isNeg(V))
566     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
567
568   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
569   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
570     return ConstantExpr::getNeg(C);
571
572   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V))
573     if (C->getType()->getElementType()->isInteger())
574       return ConstantExpr::getNeg(C);
575
576   return 0;
577 }
578
579 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
580   if (BinaryOperator::isNot(V))
581     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
582
583   // Constants can be considered to be not'ed values...
584   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
585     return ConstantInt::get(~C->getValue());
586   return 0;
587 }
588
589 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
590 // other computations (because it has a constant operand), return the
591 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
592 // Otherwise, return null.
593 //
594 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
595   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
596     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
597       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
598         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
599           return I->getOperand(0);
600       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
601         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
602           // The multiplier is really 1 << CST.
603           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
604           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
605           CST = ConstantInt::get(APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
606           return I->getOperand(0);
607         }
608     }
609   return 0;
610 }
611
612 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
613 /// expression, return it.
614 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
615   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
616   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
617     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
618       return cast<User>(V);
619   return false;
620 }
621
622 /// getOpcode - If this is an Instruction or a ConstantExpr, return the
623 /// opcode value. Otherwise return UserOp1.
624 static unsigned getOpcode(const Value *V) {
625   if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
626     return I->getOpcode();
627   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
628     return CE->getOpcode();
629   // Use UserOp1 to mean there's no opcode.
630   return Instruction::UserOp1;
631 }
632
633 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
634 static ConstantInt *AddOne(ConstantInt *C) {
635   APInt Val(C->getValue());
636   return ConstantInt::get(++Val);
637 }
638 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
639 static ConstantInt *SubOne(ConstantInt *C) {
640   APInt Val(C->getValue());
641   return ConstantInt::get(--Val);
642 }
643 /// Add - Add two ConstantInts together
644 static ConstantInt *Add(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
645   return ConstantInt::get(C1->getValue() + C2->getValue());
646 }
647 /// And - Bitwise AND two ConstantInts together
648 static ConstantInt *And(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
649   return ConstantInt::get(C1->getValue() & C2->getValue());
650 }
651 /// Subtract - Subtract one ConstantInt from another
652 static ConstantInt *Subtract(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
653   return ConstantInt::get(C1->getValue() - C2->getValue());
654 }
655 /// Multiply - Multiply two ConstantInts together
656 static ConstantInt *Multiply(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
657   return ConstantInt::get(C1->getValue() * C2->getValue());
658 }
659 /// MultiplyOverflows - True if the multiply can not be expressed in an int
660 /// this size.
661 static bool MultiplyOverflows(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2, bool sign) {
662   uint32_t W = C1->getBitWidth();
663   APInt LHSExt = C1->getValue(), RHSExt = C2->getValue();
664   if (sign) {
665     LHSExt.sext(W * 2);
666     RHSExt.sext(W * 2);
667   } else {
668     LHSExt.zext(W * 2);
669     RHSExt.zext(W * 2);
670   }
671
672   APInt MulExt = LHSExt * RHSExt;
673
674   if (sign) {
675     APInt Min = APInt::getSignedMinValue(W).sext(W * 2);
676     APInt Max = APInt::getSignedMaxValue(W).sext(W * 2);
677     return MulExt.slt(Min) || MulExt.sgt(Max);
678   } else 
679     return MulExt.ugt(APInt::getLowBitsSet(W * 2, W));
680 }
681
682
683 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
684 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
685 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
686 /// constant and return true.
687 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
688                                    APInt Demanded) {
689   assert(I && "No instruction?");
690   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
691
692   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
693   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
694   if (!OpC) return false;
695
696   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
697   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
698   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
699     return false;
700
701   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
702   Demanded &= OpC->getValue();
703   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(Demanded));
704   return true;
705 }
706
707 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
708 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
709 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
710 // min/max.
711 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
712                                                    const APInt& KnownZero,
713                                                    const APInt& KnownOne,
714                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
715   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
716   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
717          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
718          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() == BitWidth &&
719          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
720   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
721
722   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
723   // bit if it is unknown.
724   Min = KnownOne;
725   Max = KnownOne|UnknownBits;
726   
727   if (UnknownBits[BitWidth-1]) { // Sign bit is unknown
728     Min.set(BitWidth-1);
729     Max.clear(BitWidth-1);
730   }
731 }
732
733 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
734 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
735 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
736 // min/max.
737 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
738                                                      const APInt &KnownZero,
739                                                      const APInt &KnownOne,
740                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
741   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(); BitWidth = BitWidth;
742   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
743          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
744          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() &&
745          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
746   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
747   
748   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
749   Min = KnownOne;
750   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
751   Max = KnownOne|UnknownBits;
752 }
753
754 /// SimplifyDemandedBits - This function attempts to replace V with a simpler
755 /// value based on the demanded bits. When this function is called, it is known
756 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
757 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
758 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
759 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
760 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
761 /// to be one in the expression. KnownZero contains all the bits that are known
762 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
763 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
764 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
765 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
766 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
767 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
768 /// and KnownOne must all be the same.
769 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask,
770                                         APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
771                                         unsigned Depth) {
772   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
773   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
774   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
775   const IntegerType *VTy = cast<IntegerType>(V->getType());
776   assert(VTy->getBitWidth() == BitWidth && 
777          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
778          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
779          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne \
780           must have same BitWidth");
781   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
782     // We know all of the bits for a constant!
783     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
784     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
785     return false;
786   }
787   
788   KnownZero.clear(); 
789   KnownOne.clear();
790   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
791     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
792       // Just compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
793       ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
794       return false;
795     }
796     // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
797     // just set the DemandedMask to all bits.
798     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
799   } else if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
800     if (V != UndefValue::get(VTy))
801       return UpdateValueUsesWith(V, UndefValue::get(VTy));
802     return false;
803   } else if (Depth == 6) {        // Limit search depth.
804     return false;
805   }
806   
807   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
808   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
809
810   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
811   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
812   switch (I->getOpcode()) {
813   default:
814     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
815     break;
816   case Instruction::And:
817     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
818     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
819                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
820       return true;
821     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
822            "Bits known to be one AND zero?"); 
823
824     // If something is known zero on the RHS, the bits aren't demanded on the
825     // LHS.
826     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
827                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
828       return true;
829     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
830            "Bits known to be one AND zero?"); 
831
832     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
833     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
834     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
835         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
836       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
837     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
838         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
839       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
840     
841     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
842     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
843       return UpdateValueUsesWith(I, Constant::getNullValue(VTy));
844       
845     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
846     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
847       return UpdateValueUsesWith(I, I);
848       
849     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
850     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
851     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
852     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
853     break;
854   case Instruction::Or:
855     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
856     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
857                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
858       return true;
859     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
860            "Bits known to be one AND zero?"); 
861     // If something is known one on the RHS, the bits aren't demanded on the
862     // LHS.
863     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
864                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
865       return true;
866     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
867            "Bits known to be one AND zero?"); 
868     
869     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
870     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
871     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
872         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
873       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
874     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
875         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
876       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
877
878     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
879     // the other side, just use the 'other' side.
880     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
881         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
882       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
883     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
884         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
885       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
886         
887     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
888     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
889       return UpdateValueUsesWith(I, I);
890           
891     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
892     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
893     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
894     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
895     break;
896   case Instruction::Xor: {
897     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
898                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
899       return true;
900     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
901            "Bits known to be one AND zero?"); 
902     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
903                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
904       return true;
905     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
906            "Bits known to be one AND zero?"); 
907     
908     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
909     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
910     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
911       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
912     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
913       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
914     
915     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
916     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
917                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
918     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
919     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
920                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
921     
922     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
923     // other, turn this into an *inclusive* or.
924     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
925     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
926       Instruction *Or =
927         BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
928                                  I->getName());
929       InsertNewInstBefore(Or, *I);
930       return UpdateValueUsesWith(I, Or);
931     }
932     
933     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
934     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
935     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
936     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
937     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
938       // all known
939       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
940         Constant *AndC = ConstantInt::get(~RHSKnownOne & DemandedMask);
941         Instruction *And = 
942           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
943         InsertNewInstBefore(And, *I);
944         return UpdateValueUsesWith(I, And);
945       }
946     }
947     
948     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
949     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
950     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
951       return UpdateValueUsesWith(I, I);
952     
953     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
954     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
955     break;
956   }
957   case Instruction::Select:
958     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(2), DemandedMask,
959                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
960       return true;
961     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
962                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
963       return true;
964     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
965            "Bits known to be one AND zero?"); 
966     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
967            "Bits known to be one AND zero?"); 
968     
969     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
970     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
971       return UpdateValueUsesWith(I, I);
972     if (ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
973       return UpdateValueUsesWith(I, I);
974     
975     // Only known if known in both the LHS and RHS.
976     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
977     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
978     break;
979   case Instruction::Trunc: {
980     uint32_t truncBf = 
981       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
982     DemandedMask.zext(truncBf);
983     RHSKnownZero.zext(truncBf);
984     RHSKnownOne.zext(truncBf);
985     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
986                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
987       return true;
988     DemandedMask.trunc(BitWidth);
989     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
990     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
991     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
992            "Bits known to be one AND zero?"); 
993     break;
994   }
995   case Instruction::BitCast:
996     if (!I->getOperand(0)->getType()->isInteger())
997       return false;
998       
999     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1000                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1001       return true;
1002     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1003            "Bits known to be one AND zero?"); 
1004     break;
1005   case Instruction::ZExt: {
1006     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1007     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1008     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1009     
1010     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1011     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1012     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1013     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1014                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1015       return true;
1016     DemandedMask.zext(BitWidth);
1017     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1018     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1019     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1020            "Bits known to be one AND zero?"); 
1021     // The top bits are known to be zero.
1022     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1023     break;
1024   }
1025   case Instruction::SExt: {
1026     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1027     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1028     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1029     
1030     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1031                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1032
1033     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1034     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1035     // bit is demanded.
1036     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1037       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1038       
1039     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1040     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1041     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1042     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InputDemandedBits,
1043                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1044       return true;
1045     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1046     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1047     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1048     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1049            "Bits known to be one AND zero?"); 
1050       
1051     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1052     // top bits of the result.
1053
1054     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1055     // convert this into a zero extension.
1056     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits)
1057     {
1058       // Convert to ZExt cast
1059       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName(), I);
1060       return UpdateValueUsesWith(I, NewCast);
1061     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1062       RHSKnownOne |= NewBits;
1063     }
1064     break;
1065   }
1066   case Instruction::Add: {
1067     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1068     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1069     // either.
1070     uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1071       
1072     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1073     // we can do.
1074     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1075       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1076       // won't work if the RHS is zero.
1077       if (RHS->isZero())
1078         break;
1079       
1080       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1081       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1082       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1083
1084       // Find information about known zero/one bits in the input.
1085       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InDemandedBits, 
1086                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1087         return true;
1088
1089       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1090       // the constant.
1091       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
1092         return UpdateValueUsesWith(I, I);
1093       
1094       // Avoid excess work.
1095       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1096         break;
1097       
1098       // Turn it into OR if input bits are zero.
1099       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1100         Instruction *Or =
1101           BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1102                                    I->getName());
1103         InsertNewInstBefore(Or, *I);
1104         return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1105       }
1106       
1107       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1108       // depending on potential carries from the input constant and the
1109       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1110       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1111       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1112       
1113       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1114       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1115       // this scan.
1116       const APInt& RHSVal = RHS->getValue();
1117       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1118       
1119       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1120       
1121       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1122       // other, and there is no input carry.
1123       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1124                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1125       
1126       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1127       // is no input carry.
1128       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1129     } else {
1130       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1131       // the high bits of its LHS or RHS.
1132       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1133         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1134         // significant bit and all those below it.
1135         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1136         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1137                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1138           return true;
1139         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1140                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1141           return true;
1142       }
1143     }
1144     break;
1145   }
1146   case Instruction::Sub:
1147     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1148     // the high bits of its LHS or RHS.
1149     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1150       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1151       // significant bit and all those below it.
1152       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1153       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1154       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1155                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1156         return true;
1157       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1158                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1159         return true;
1160     }
1161     // Otherwise just hand the sub off to ComputeMaskedBits to fill in
1162     // the known zeros and ones.
1163     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1164     break;
1165   case Instruction::Shl:
1166     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1167       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1168       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1169       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn, 
1170                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1171         return true;
1172       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1173              "Bits known to be one AND zero?"); 
1174       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1175       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1176       // low bits known zero.
1177       if (ShiftAmt)
1178         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1179     }
1180     break;
1181   case Instruction::LShr:
1182     // For a logical shift right
1183     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1184       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1185       
1186       // Unsigned shift right.
1187       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1188       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn,
1189                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1190         return true;
1191       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1192              "Bits known to be one AND zero?"); 
1193       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1194       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1195       if (ShiftAmt) {
1196         // Compute the new bits that are at the top now.
1197         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1198         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1199       }
1200     }
1201     break;
1202   case Instruction::AShr:
1203     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1204     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1205     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1206     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1207     if (DemandedMask == 1) {
1208       // Perform the logical shift right.
1209       Value *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1210                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1211       InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1212       return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1213     }    
1214
1215     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1216     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1217     if (DemandedMask.isSignBit())
1218       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1219     
1220     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1221       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1222       
1223       // Signed shift right.
1224       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1225       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1226       // demanded.
1227       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1228         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1229       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0),
1230                                DemandedMaskIn,
1231                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1232         return true;
1233       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1234              "Bits known to be one AND zero?"); 
1235       // Compute the new bits that are at the top now.
1236       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1237       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1238       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1239         
1240       // Handle the sign bits.
1241       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1242       // Adjust to where it is now in the mask.
1243       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1244         
1245       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1246       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1247       if (BitWidth <= ShiftAmt || RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1248           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1249         // Perform the logical shift right.
1250         Value *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1251                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1252         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1253         return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1254       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1255         RHSKnownOne |= HighBits;
1256       }
1257     }
1258     break;
1259   case Instruction::SRem:
1260     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1261       APInt RA = Rem->getValue().abs();
1262       if (RA.isPowerOf2()) {
1263         if (DemandedMask.ule(RA))    // srem won't affect demanded bits
1264           return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1265
1266         APInt LowBits = RA - 1;
1267         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
1268         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), Mask2,
1269                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1270           return true;
1271
1272         if (LHSKnownZero[BitWidth-1] || ((LHSKnownZero & LowBits) == LowBits))
1273           LHSKnownZero |= ~LowBits;
1274
1275         KnownZero |= LHSKnownZero & DemandedMask;
1276
1277         assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
1278       }
1279     }
1280     break;
1281   case Instruction::URem: {
1282     APInt KnownZero2(BitWidth, 0), KnownOne2(BitWidth, 0);
1283     APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1284     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), AllOnes,
1285                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1286       return true;
1287
1288     uint32_t Leaders = KnownZero2.countLeadingOnes();
1289     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), AllOnes,
1290                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1291       return true;
1292
1293     Leaders = std::max(Leaders,
1294                        KnownZero2.countLeadingOnes());
1295     KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & DemandedMask;
1296     break;
1297   }
1298   case Instruction::Call:
1299     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
1300       switch (II->getIntrinsicID()) {
1301       default: break;
1302       case Intrinsic::bswap: {
1303         // If the only bits demanded come from one byte of the bswap result,
1304         // just shift the input byte into position to eliminate the bswap.
1305         unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1306         unsigned NTZ = DemandedMask.countTrailingZeros();
1307           
1308         // Round NTZ down to the next byte.  If we have 11 trailing zeros, then
1309         // we need all the bits down to bit 8.  Likewise, round NLZ.  If we
1310         // have 14 leading zeros, round to 8.
1311         NLZ &= ~7;
1312         NTZ &= ~7;
1313         // If we need exactly one byte, we can do this transformation.
1314         if (BitWidth-NLZ-NTZ == 8) {
1315           unsigned ResultBit = NTZ;
1316           unsigned InputBit = BitWidth-NTZ-8;
1317           
1318           // Replace this with either a left or right shift to get the byte into
1319           // the right place.
1320           Instruction *NewVal;
1321           if (InputBit > ResultBit)
1322             NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(I->getOperand(1),
1323                     ConstantInt::get(I->getType(), InputBit-ResultBit));
1324           else
1325             NewVal = BinaryOperator::CreateShl(I->getOperand(1),
1326                     ConstantInt::get(I->getType(), ResultBit-InputBit));
1327           NewVal->takeName(I);
1328           InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1329           return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1330         }
1331           
1332         // TODO: Could compute known zero/one bits based on the input.
1333         break;
1334       }
1335       }
1336     }
1337     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1338     break;
1339   }
1340   
1341   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1342   // constant.
1343   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
1344     return UpdateValueUsesWith(I, ConstantInt::get(RHSKnownOne));
1345   return false;
1346 }
1347
1348
1349 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value produces a vector with
1350 /// 64 or fewer elements.  DemandedElts contains the set of elements that are
1351 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1352 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1353 ///
1354 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1355 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1356 /// returned.  This returns null if no change was made.
1357 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
1358                                                 uint64_t &UndefElts,
1359                                                 unsigned Depth) {
1360   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1361   assert(VWidth <= 64 && "Vector too wide to analyze!");
1362   uint64_t EltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
1363   assert((DemandedElts & ~EltMask) == 0 && "Invalid DemandedElts!");
1364
1365   if (isa<UndefValue>(V)) {
1366     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1367     UndefElts = EltMask;
1368     return 0;
1369   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1370     UndefElts = EltMask;
1371     return UndefValue::get(V->getType());
1372   }
1373
1374   UndefElts = 0;
1375   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1376     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1377     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1378
1379     std::vector<Constant*> Elts;
1380     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1381       if (!(DemandedElts & (1ULL << i))) {   // If not demanded, set to undef.
1382         Elts.push_back(Undef);
1383         UndefElts |= (1ULL << i);
1384       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1385         Elts.push_back(Undef);
1386         UndefElts |= (1ULL << i);
1387       } else {                               // Otherwise, defined.
1388         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1389       }
1390
1391     // If we changed the constant, return it.
1392     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
1393     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1394   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1395     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1396     // set to undef.
1397     
1398     // Check if this is identity. If so, return 0 since we are not simplifying
1399     // anything.
1400     if (DemandedElts == ((1ULL << VWidth) -1))
1401       return 0;
1402     
1403     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1404     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
1405     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1406     std::vector<Constant*> Elts;
1407     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1408       Elts.push_back((DemandedElts & (1ULL << i)) ? Zero : Undef);
1409     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1410     return ConstantVector::get(Elts);
1411   }
1412   
1413   // Limit search depth.
1414   if (Depth == 10)
1415     return false;
1416
1417   // If multiple users are using the root value, procede with
1418   // simplification conservatively assuming that all elements
1419   // are needed.
1420   if (!V->hasOneUse()) {
1421     // Quit if we find multiple users of a non-root value though.
1422     // They'll be handled when it's their turn to be visited by
1423     // the main instcombine process.
1424     if (Depth != 0)
1425       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1426       return false;
1427
1428     // Conservatively assume that all elements are needed.
1429     DemandedElts = EltMask;
1430   }
1431   
1432   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1433   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
1434   
1435   bool MadeChange = false;
1436   uint64_t UndefElts2;
1437   Value *TmpV;
1438   switch (I->getOpcode()) {
1439   default: break;
1440     
1441   case Instruction::InsertElement: {
1442     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1443     // demand exactly the same input as we produce.
1444     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1445     if (Idx == 0) {
1446       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1447       // which elt is getting updated.
1448       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1449                                         UndefElts2, Depth+1);
1450       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1451       break;
1452     }
1453     
1454     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1455     // insertelement.
1456     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1457     if (IdxNo >= VWidth || (DemandedElts & (1ULL << IdxNo)) == 0)
1458       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1459     
1460     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1461     // input demanded set is simpler than the output set.
1462     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0),
1463                                       DemandedElts & ~(1ULL << IdxNo),
1464                                       UndefElts, Depth+1);
1465     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1466
1467     // The inserted element is defined.
1468     UndefElts &= ~(1ULL << IdxNo);
1469     break;
1470   }
1471   case Instruction::ShuffleVector: {
1472     ShuffleVectorInst *Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(I);
1473     uint64_t LHSVWidth =
1474       cast<VectorType>(Shuffle->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
1475     uint64_t LeftDemanded = 0, RightDemanded = 0;
1476     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1477       if (DemandedElts & (1ULL << i)) {
1478         unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1479         if (MaskVal != -1u) {
1480           assert(MaskVal < LHSVWidth * 2 &&
1481                  "shufflevector mask index out of range!");
1482           if (MaskVal < LHSVWidth)
1483             LeftDemanded |= 1ULL << MaskVal;
1484           else
1485             RightDemanded |= 1ULL << (MaskVal - LHSVWidth);
1486         }
1487       }
1488     }
1489
1490     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), LeftDemanded,
1491                                       UndefElts2, Depth+1);
1492     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1493
1494     uint64_t UndefElts3;
1495     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), RightDemanded,
1496                                       UndefElts3, Depth+1);
1497     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1498
1499     bool NewUndefElts = false;
1500     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1501       unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1502       if (MaskVal == -1u) {
1503         uint64_t NewBit = 1ULL << i;
1504         UndefElts |= NewBit;
1505       } else if (MaskVal < LHSVWidth) {
1506         uint64_t NewBit = ((UndefElts2 >> MaskVal) & 1) << i;
1507         NewUndefElts |= NewBit;
1508         UndefElts |= NewBit;
1509       } else {
1510         uint64_t NewBit = ((UndefElts3 >> (MaskVal - LHSVWidth)) & 1) << i;
1511         NewUndefElts |= NewBit;
1512         UndefElts |= NewBit;
1513       }
1514     }
1515
1516     if (NewUndefElts) {
1517       // Add additional discovered undefs.
1518       std::vector<Constant*> Elts;
1519       for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
1520         if (UndefElts & (1ULL << i))
1521           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
1522         else
1523           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
1524                                           Shuffle->getMaskValue(i)));
1525       }
1526       I->setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
1527       MadeChange = true;
1528     }
1529     break;
1530   }
1531   case Instruction::BitCast: {
1532     // Vector->vector casts only.
1533     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1534     if (!VTy) break;
1535     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1536     uint64_t InputDemandedElts = 0;
1537     unsigned Ratio;
1538
1539     if (VWidth == InVWidth) {
1540       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1541       // elements as are demanded of us.
1542       Ratio = 1;
1543       InputDemandedElts = DemandedElts;
1544     } else if (VWidth > InVWidth) {
1545       // Untested so far.
1546       break;
1547       
1548       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1549       // then an input element is live if any of the corresponding output
1550       // elements are live.
1551       Ratio = VWidth/InVWidth;
1552       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1553         if (DemandedElts & (1ULL << OutIdx))
1554           InputDemandedElts |= 1ULL << (OutIdx/Ratio);
1555       }
1556     } else {
1557       // Untested so far.
1558       break;
1559       
1560       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1561       // then an input element is live if the corresponding output element is
1562       // live.
1563       Ratio = InVWidth/VWidth;
1564       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1565         if (DemandedElts & (1ULL << InIdx/Ratio))
1566           InputDemandedElts |= 1ULL << InIdx;
1567     }
1568     
1569     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1570     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1571                                       UndefElts2, Depth+1);
1572     if (TmpV) {
1573       I->setOperand(0, TmpV);
1574       MadeChange = true;
1575     }
1576     
1577     UndefElts = UndefElts2;
1578     if (VWidth > InVWidth) {
1579       assert(0 && "Unimp");
1580       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1581       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1582       // undef.
1583       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1584         if (UndefElts2 & (1ULL << (OutIdx/Ratio)))
1585           UndefElts |= 1ULL << OutIdx;
1586     } else if (VWidth < InVWidth) {
1587       assert(0 && "Unimp");
1588       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1589       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1590       // elements are undef.
1591       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1592       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1593         if ((UndefElts2 & (1ULL << InIdx)) == 0)    // Not undef?
1594           UndefElts &= ~(1ULL << (InIdx/Ratio));    // Clear undef bit.
1595     }
1596     break;
1597   }
1598   case Instruction::And:
1599   case Instruction::Or:
1600   case Instruction::Xor:
1601   case Instruction::Add:
1602   case Instruction::Sub:
1603   case Instruction::Mul:
1604     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1605     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1606                                       UndefElts, Depth+1);
1607     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1608     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1609                                       UndefElts2, Depth+1);
1610     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1611       
1612     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1613     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1614     UndefElts &= UndefElts2;
1615     break;
1616     
1617   case Instruction::Call: {
1618     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1619     if (!II) break;
1620     switch (II->getIntrinsicID()) {
1621     default: break;
1622       
1623     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1624     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1625     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1626     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1627     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1628     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1629     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1630     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1631     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1632     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1633       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1634                                         UndefElts, Depth+1);
1635       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1636       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1637                                         UndefElts2, Depth+1);
1638       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1639
1640       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1641       // scalarize it now.
1642       if (DemandedElts == 1) {
1643         switch (II->getIntrinsicID()) {
1644         default: break;
1645         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1646         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1647         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1648         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1649           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1650           Value *LHS = II->getOperand(1);
1651           Value *RHS = II->getOperand(2);
1652           // Extract the element as scalars.
1653           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 0U,"tmp"), *II);
1654           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS, 0U,"tmp"), *II);
1655           
1656           switch (II->getIntrinsicID()) {
1657           default: assert(0 && "Case stmts out of sync!");
1658           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1659           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1660             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateSub(LHS, RHS,
1661                                                         II->getName()), *II);
1662             break;
1663           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1664           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1665             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(LHS, RHS,
1666                                                          II->getName()), *II);
1667             break;
1668           }
1669           
1670           Instruction *New =
1671             InsertElementInst::Create(UndefValue::get(II->getType()), TmpV, 0U,
1672                                       II->getName());
1673           InsertNewInstBefore(New, *II);
1674           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1675           return New;
1676         }            
1677       }
1678         
1679       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1680       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1681       UndefElts &= UndefElts2;
1682       break;
1683     }
1684     break;
1685   }
1686   }
1687   return MadeChange ? I : 0;
1688 }
1689
1690
1691 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1692 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1693 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1694 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1695 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1696 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1697 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1698 ///
1699 template<typename Functor>
1700 static Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
1701   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1702   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1703
1704   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1705   if (F.shouldApply(LHS))
1706     return F.apply(Root);
1707
1708   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1709   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1710   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1711     // Should we apply this transform to the RHS?
1712     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1713
1714     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1715     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1716       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1717       ShouldApply = true;
1718     }
1719
1720     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1721     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1722     if (ShouldApply) {
1723       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1724       // and perform the reassociation.
1725       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1726
1727       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1728       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1729
1730       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1731       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1732       if (&Root == TmpLHSI) {
1733         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1734         return 0;
1735       }
1736       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1737       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1738       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1739       TmpLHSI->moveBefore(ARI);                  // Move TmpLHSI to after Root
1740       ARI = Root;
1741
1742       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1743       // get to LHSI.
1744       while (TmpLHSI != LHSI) {
1745         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1746         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1747         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1748         NextLHSI->moveBefore(ARI);
1749         ARI = NextLHSI;
1750
1751         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1752         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1753         TmpLHSI = NextLHSI;
1754         ExtraOperand = NextOp;
1755       }
1756
1757       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1758       // the transformation...
1759       return F.apply(Root);
1760     }
1761
1762     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1763   }
1764   return 0;
1765 }
1766
1767 namespace {
1768
1769 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1770 struct AddRHS {
1771   Value *RHS;
1772   AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
1773   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1774   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1775     return BinaryOperator::CreateShl(Add.getOperand(0),
1776                                      ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
1777   }
1778 };
1779
1780 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1781 //                 iff C1&C2 == 0
1782 struct AddMaskingAnd {
1783   Constant *C2;
1784   AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
1785   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1786     ConstantInt *C1;
1787     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
1788            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
1789   }
1790   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1791     return BinaryOperator::CreateOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1792   }
1793 };
1794
1795 }
1796
1797 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1798                                              InstCombiner *IC) {
1799   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
1800     return IC->InsertCastBefore(CI->getOpcode(), SO, I.getType(), I);
1801   }
1802
1803   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1804   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1805   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1806
1807   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1808     if (ConstIsRHS)
1809       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1810     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1811   }
1812
1813   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1814   if (!ConstIsRHS)
1815     std::swap(Op0, Op1);
1816   Instruction *New;
1817   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1818     New = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
1819   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1820     New = CmpInst::Create(CI->getOpcode(), CI->getPredicate(), Op0, Op1, 
1821                           SO->getName()+".cmp");
1822   else {
1823     assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
1824     abort();
1825   }
1826   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
1827 }
1828
1829 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1830 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1831 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1832 // not have a second operand.
1833 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1834                                      InstCombiner *IC) {
1835   // Don't modify shared select instructions
1836   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1837   Value *TV = SI->getOperand(1);
1838   Value *FV = SI->getOperand(2);
1839
1840   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
1841     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
1842     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
1843
1844     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
1845     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
1846
1847     return SelectInst::Create(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
1848                               SelectFalseVal);
1849   }
1850   return 0;
1851 }
1852
1853
1854 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
1855 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
1856 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
1857 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
1858   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
1859   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
1860   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
1861
1862   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
1863   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
1864   // or if *it* is a PHI, bail out.
1865   BasicBlock *NonConstBB = 0;
1866   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
1867     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1868       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
1869       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
1870       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
1871       
1872       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
1873       // loop.
1874       if (NonConstBB == I.getParent())
1875         return 0;
1876     }
1877   
1878   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
1879   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
1880   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
1881   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
1882   if (NonConstBB) {
1883     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
1884     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
1885   }
1886
1887   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
1888   PHINode *NewPN = PHINode::Create(I.getType(), "");
1889   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
1890   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
1891   NewPN->takeName(PN);
1892
1893   // Next, add all of the operands to the PHI.
1894   if (I.getNumOperands() == 2) {
1895     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
1896     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1897       Value *InV = 0;
1898       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1899         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1900           InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
1901         else
1902           InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
1903       } else {
1904         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1905         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
1906           InV = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(),
1907                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1908                                        NonConstBB->getTerminator());
1909         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1910           InV = CmpInst::Create(CI->getOpcode(), 
1911                                 CI->getPredicate(),
1912                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1913                                 NonConstBB->getTerminator());
1914         else
1915           assert(0 && "Unknown binop!");
1916         
1917         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1918       }
1919       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1920     }
1921   } else { 
1922     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
1923     const Type *RetTy = CI->getType();
1924     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1925       Value *InV;
1926       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1927         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
1928       } else {
1929         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1930         InV = CastInst::Create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
1931                                I.getType(), "phitmp", 
1932                                NonConstBB->getTerminator());
1933         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1934       }
1935       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1936     }
1937   }
1938   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
1939 }
1940
1941
1942 /// WillNotOverflowSignedAdd - Return true if we can prove that:
1943 ///    (sext (add LHS, RHS))  === (add (sext LHS), (sext RHS))
1944 /// This basically requires proving that the add in the original type would not
1945 /// overflow to change the sign bit or have a carry out.
1946 bool InstCombiner::WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS) {
1947   // There are different heuristics we can use for this.  Here are some simple
1948   // ones.
1949   
1950   // Add has the property that adding any two 2's complement numbers can only 
1951   // have one carry bit which can change a sign.  As such, if LHS and RHS each
1952   // have at least two sign bits, we know that the addition of the two values will
1953   // sign extend fine.
1954   if (ComputeNumSignBits(LHS) > 1 && ComputeNumSignBits(RHS) > 1)
1955     return true;
1956   
1957   
1958   // If one of the operands only has one non-zero bit, and if the other operand
1959   // has a known-zero bit in a more significant place than it (not including the
1960   // sign bit) the ripple may go up to and fill the zero, but won't change the
1961   // sign.  For example, (X & ~4) + 1.
1962   
1963   // TODO: Implement.
1964   
1965   return false;
1966 }
1967
1968
1969 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
1970   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1971   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
1972
1973   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
1974     // X + undef -> undef
1975     if (isa<UndefValue>(RHS))
1976       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
1977
1978     // X + 0 --> X
1979     if (!I.getType()->isFPOrFPVector()) { // NOTE: -0 + +0 = +0.
1980       if (RHSC->isNullValue())
1981         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1982     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
1983       if (CFP->isExactlyValue(ConstantFP::getNegativeZero
1984                               (I.getType())->getValueAPF()))
1985         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1986     }
1987
1988     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
1989       // X + (signbit) --> X ^ signbit
1990       const APInt& Val = CI->getValue();
1991       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
1992       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
1993         return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
1994       
1995       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
1996       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
1997       if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
1998         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
1999         if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
2000                                  KnownZero, KnownOne))
2001           return &I;
2002       }
2003
2004       // zext(i1) - 1  ->  select i1, 0, -1
2005       if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(LHS))
2006         if (CI->isAllOnesValue() &&
2007             ZI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2008           return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0),
2009                                     Constant::getNullValue(I.getType()),
2010                                     ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
2011     }
2012
2013     if (isa<PHINode>(LHS))
2014       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2015         return NV;
2016     
2017     ConstantInt *XorRHS = 0;
2018     Value *XorLHS = 0;
2019     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
2020         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
2021       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2022       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
2023       
2024       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
2025       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
2026       APInt CFF80Val(-C0080Val);
2027       do {
2028         if (TySizeBits > Size) {
2029           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
2030           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
2031           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
2032               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
2033             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
2034             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
2035                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
2036               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
2037             break;
2038           }
2039         }
2040         Size >>= 1;
2041         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
2042         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
2043       } while (Size >= 1);
2044       
2045       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
2046       // with funny bit widths then this switch statement should be removed. It
2047       // is just here to get the size of the "middle" type back up to something
2048       // that the back ends can handle.
2049       const Type *MiddleType = 0;
2050       switch (Size) {
2051         default: break;
2052         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
2053         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
2054         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
2055       }
2056       if (MiddleType) {
2057         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
2058         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
2059         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2060       }
2061     }
2062   }
2063
2064   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2065     return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2066
2067   // X + X --> X << 1
2068   if (I.getType()->isInteger()) {
2069     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
2070
2071     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2072       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2073         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2074           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2075     }
2076     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2077       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2078         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2079           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2080     }
2081   }
2082
2083   // -A + B  -->  B - A
2084   // -A + -B  -->  -(A + B)
2085   if (Value *LHSV = dyn_castNegVal(LHS)) {
2086     if (LHS->getType()->isIntOrIntVector()) {
2087       if (Value *RHSV = dyn_castNegVal(RHS)) {
2088         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSV, RHSV, "sum");
2089         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2090         return BinaryOperator::CreateNeg(NewAdd);
2091       }
2092     }
2093     
2094     return BinaryOperator::CreateSub(RHS, LHSV);
2095   }
2096
2097   // A + -B  -->  A - B
2098   if (!isa<Constant>(RHS))
2099     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
2100       return BinaryOperator::CreateSub(LHS, V);
2101
2102
2103   ConstantInt *C2;
2104   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
2105     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2106       return BinaryOperator::CreateMul(RHS, AddOne(C2));
2107
2108     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2109     ConstantInt *C1;
2110     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
2111       return BinaryOperator::CreateMul(X, Add(C1, C2));
2112   }
2113
2114   // X + X*C --> X * (C+1)
2115   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
2116     return BinaryOperator::CreateMul(LHS, AddOne(C2));
2117
2118   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2119   if (dyn_castNotVal(LHS) == RHS || dyn_castNotVal(RHS) == LHS)
2120     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
2121   
2122
2123   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2124   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
2125     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2)))
2126       return R;
2127   
2128   // A+B --> A|B iff A and B have no bits set in common.
2129   if (const IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(I.getType())) {
2130     APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(IT->getBitWidth());
2131     APInt LHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2132     APInt LHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2133     ComputeMaskedBits(LHS, Mask, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
2134     if (LHSKnownZero != 0) {
2135       APInt RHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2136       APInt RHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2137       ComputeMaskedBits(RHS, Mask, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
2138       
2139       // No bits in common -> bitwise or.
2140       if ((LHSKnownZero|RHSKnownZero).isAllOnesValue())
2141         return BinaryOperator::CreateOr(LHS, RHS);
2142     }
2143   }
2144
2145   // W*X + Y*Z --> W * (X+Z)  iff W == Y
2146   if (I.getType()->isIntOrIntVector()) {
2147     Value *W, *X, *Y, *Z;
2148     if (match(LHS, m_Mul(m_Value(W), m_Value(X))) &&
2149         match(RHS, m_Mul(m_Value(Y), m_Value(Z)))) {
2150       if (W != Y) {
2151         if (W == Z) {
2152           std::swap(Y, Z);
2153         } else if (Y == X) {
2154           std::swap(W, X);
2155         } else if (X == Z) {
2156           std::swap(Y, Z);
2157           std::swap(W, X);
2158         }
2159       }
2160
2161       if (W == Y) {
2162         Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, Z,
2163                                                             LHS->getName()), I);
2164         return BinaryOperator::CreateMul(W, NewAdd);
2165       }
2166     }
2167   }
2168
2169   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2170     Value *X = 0;
2171     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))))    // ~X + C --> (C-1) - X
2172       return BinaryOperator::CreateSub(SubOne(CRHS), X);
2173
2174     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2175     if (LHS->hasOneUse() && match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
2176       Constant *Anded = And(CRHS, C2);
2177       if (Anded == CRHS) {
2178         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2179         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2180         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2181
2182         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2183         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2184
2185         // See if the and mask includes all of these bits.
2186         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2187
2188         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2189           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2190           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, CRHS,
2191                                                             LHS->getName()), I);
2192           return BinaryOperator::CreateAnd(NewAdd, C2);
2193         }
2194       }
2195     }
2196
2197     // Try to fold constant add into select arguments.
2198     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2199       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2200         return R;
2201   }
2202
2203   // add (cast *A to intptrtype) B -> 
2204   //   cast (GEP (cast *A to sbyte*) B)  -->  intptrtype
2205   {
2206     CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(LHS);
2207     Value *Other = RHS;
2208     if (!CI) {
2209       CI = dyn_cast<CastInst>(RHS);
2210       Other = LHS;
2211     }
2212     if (CI && CI->getType()->isSized() && 
2213         (CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 
2214          TD->getIntPtrType()->getPrimitiveSizeInBits()) 
2215         && isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
2216       unsigned AS =
2217         cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
2218       Value *I2 = InsertBitCastBefore(CI->getOperand(0),
2219                                       PointerType::get(Type::Int8Ty, AS), I);
2220       I2 = InsertNewInstBefore(GetElementPtrInst::Create(I2, Other, "ctg2"), I);
2221       return new PtrToIntInst(I2, CI->getType());
2222     }
2223   }
2224   
2225   // add (select X 0 (sub n A)) A  -->  select X A n
2226   {
2227     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS);
2228     Value *A = RHS;
2229     if (!SI) {
2230       SI = dyn_cast<SelectInst>(RHS);
2231       A = LHS;
2232     }
2233     if (SI && SI->hasOneUse()) {
2234       Value *TV = SI->getTrueValue();
2235       Value *FV = SI->getFalseValue();
2236       Value *N;
2237
2238       // Can we fold the add into the argument of the select?
2239       // We check both true and false select arguments for a matching subtract.
2240       if (match(FV, m_Zero()) && match(TV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A))))
2241         // Fold the add into the true select value.
2242         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), N, A);
2243       if (match(TV, m_Zero()) && match(FV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A))))
2244         // Fold the add into the false select value.
2245         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), A, N);
2246     }
2247   }
2248   
2249   // Check for X+0.0.  Simplify it to X if we know X is not -0.0.
2250   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS))
2251     if (CFP->getValueAPF().isPosZero() && CannotBeNegativeZero(LHS))
2252       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2253
2254   // Check for (add (sext x), y), see if we can merge this into an
2255   // integer add followed by a sext.
2256   if (SExtInst *LHSConv = dyn_cast<SExtInst>(LHS)) {
2257     // (add (sext x), cst) --> (sext (add x, cst'))
2258     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2259       Constant *CI = 
2260         ConstantExpr::getTrunc(RHSC, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2261       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2262           ConstantExpr::getSExt(CI, I.getType()) == RHSC &&
2263           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2264         // Insert the new, smaller add.
2265         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2266                                                         CI, "addconv");
2267         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2268         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2269       }
2270     }
2271     
2272     // (add (sext x), (sext y)) --> (sext (add int x, y))
2273     if (SExtInst *RHSConv = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
2274       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2275       // single use (so we don't increase the number of sexts), and if the
2276       // integer add will not overflow.
2277       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2278           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2279           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2280                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2281         // Insert the new integer add.
2282         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2283                                                         RHSConv->getOperand(0),
2284                                                         "addconv");
2285         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2286         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2287       }
2288     }
2289   }
2290   
2291   // Check for (add double (sitofp x), y), see if we can merge this into an
2292   // integer add followed by a promotion.
2293   if (SIToFPInst *LHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(LHS)) {
2294     // (add double (sitofp x), fpcst) --> (sitofp (add int x, intcst))
2295     // ... if the constant fits in the integer value.  This is useful for things
2296     // like (double)(x & 1234) + 4.0 -> (double)((X & 1234)+4) which no longer
2297     // requires a constant pool load, and generally allows the add to be better
2298     // instcombined.
2299     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS)) {
2300       Constant *CI = 
2301       ConstantExpr::getFPToSI(CFP, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2302       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2303           ConstantExpr::getSIToFP(CI, I.getType()) == CFP &&
2304           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2305         // Insert the new integer add.
2306         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2307                                                         CI, "addconv");
2308         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2309         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2310       }
2311     }
2312     
2313     // (add double (sitofp x), (sitofp y)) --> (sitofp (add int x, y))
2314     if (SIToFPInst *RHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(RHS)) {
2315       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2316       // single use (so we don't increase the number of int->fp conversions),
2317       // and if the integer add will not overflow.
2318       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2319           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2320           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2321                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2322         // Insert the new integer add.
2323         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2324                                                         RHSConv->getOperand(0),
2325                                                         "addconv");
2326         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2327         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2328       }
2329     }
2330   }
2331   
2332   return Changed ? &I : 0;
2333 }
2334
2335 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2336   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2337
2338   if (Op0 == Op1 &&                        // sub X, X  -> 0
2339       !I.getType()->isFPOrFPVector())
2340     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2341
2342   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2343   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
2344     return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, V);
2345
2346   if (isa<UndefValue>(Op0))
2347     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2348   if (isa<UndefValue>(Op1))
2349     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2350
2351   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2352     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2353     if (C->isAllOnesValue())
2354       return BinaryOperator::CreateNot(Op1);
2355
2356     // C - ~X == X + (1+C)
2357     Value *X = 0;
2358     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
2359       return BinaryOperator::CreateAdd(X, AddOne(C));
2360
2361     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2362     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2363     if (C->isZero()) {
2364       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2365         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2366           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2367             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2368             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2369                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2370               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2371               return BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, 
2372                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2373             }
2374           }
2375         }
2376         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2377           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2378             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2379             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2380                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2381               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2382               return BinaryOperator::CreateLShr(
2383                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2384             }
2385           }
2386         }
2387       }
2388     }
2389
2390     // Try to fold constant sub into select arguments.
2391     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2392       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2393         return R;
2394   }
2395
2396   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2397     return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
2398
2399   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2400     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add &&
2401         !Op0->getType()->isFPOrFPVector()) {
2402       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2403         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(1), I.getName());
2404       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2405         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(0), I.getName());
2406       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2407         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2408           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2409           return BinaryOperator::CreateSub(Subtract(CI1, CI2), 
2410                                            Op1I->getOperand(0));
2411       }
2412     }
2413
2414     if (Op1I->hasOneUse()) {
2415       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2416       // is not used by anyone else...
2417       //
2418       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub &&
2419           !Op1I->getType()->isFPOrFPVector()) {
2420         // Swap the two operands of the subexpr...
2421         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2422         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2423         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2424
2425         // Create the new top level add instruction...
2426         return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, Op1);
2427       }
2428
2429       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2430       //
2431       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2432           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2433         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2434
2435         Value *NewNot =
2436           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(OtherOp, "B.not"), I);
2437         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, NewNot);
2438       }
2439
2440       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2441       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2442         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2443           if (CSI->isZero())
2444             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2445               return BinaryOperator::CreateSDiv(Op1I->getOperand(0),
2446                                                ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2447
2448       // X - X*C --> X * (1-C)
2449       ConstantInt *C2 = 0;
2450       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
2451         Constant *CP1 = Subtract(ConstantInt::get(I.getType(), 1), C2);
2452         return BinaryOperator::CreateMul(Op0, CP1);
2453       }
2454     }
2455   }
2456
2457   if (!Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2458     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2459       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2460         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2461           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2462         else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2463           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2464       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2465         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2466           return BinaryOperator::CreateNeg(Op0I->getOperand(1), I.getName());
2467       }
2468     }
2469
2470   ConstantInt *C1;
2471   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
2472     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2473       return BinaryOperator::CreateMul(Op1, SubOne(C1));
2474
2475     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2476     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
2477       return BinaryOperator::CreateMul(X, Subtract(C1, C2));
2478   }
2479   return 0;
2480 }
2481
2482 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2483 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2484 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2485 /// signed.
2486 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2487                            bool &TrueIfSigned) {
2488   switch (pred) {
2489   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2490     TrueIfSigned = true;
2491     return RHS->isZero();
2492   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2493     TrueIfSigned = true;
2494     return RHS->isAllOnesValue();
2495   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2496     TrueIfSigned = false;
2497     return RHS->isAllOnesValue();
2498   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2499     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2500     TrueIfSigned = true;
2501     return RHS->getValue() ==
2502       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2503   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2504     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2505     TrueIfSigned = true;
2506     return RHS->getValue().isSignBit();
2507   default:
2508     return false;
2509   }
2510 }
2511
2512 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2513   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2514   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2515
2516   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2517     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2518
2519   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2520   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2521     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2522
2523       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2524       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2525         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2526           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2527             return BinaryOperator::CreateMul(SI->getOperand(0),
2528                                              ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
2529
2530       if (CI->isZero())
2531         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2532       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2533         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2534       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2535         return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
2536
2537       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2538       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2539         return BinaryOperator::CreateShl(Op0,
2540                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2541       }
2542     } else if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2543       if (Op1F->isNullValue())
2544         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2545
2546       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2547       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2548       if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
2549         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2550     } else if (isa<VectorType>(Op1->getType())) {
2551       if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1))
2552         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2553
2554       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2555         if (Op1V->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2556           return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
2557
2558         // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
2559         if (Constant *Splat = Op1V->getSplatValue()) {
2560           if (ConstantFP *F = dyn_cast<ConstantFP>(Splat))
2561             if (F->isExactlyValue(1.0))
2562               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2563           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Splat))
2564             if (CI->equalsInt(1))
2565               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2566         }
2567       }
2568     }
2569     
2570     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2571       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2572           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(Op1)) {
2573         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2574         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateMul(Op0I->getOperand(0),
2575                                                      Op1, "tmp");
2576         InsertNewInstBefore(Add, I);
2577         Value *C1C2 = ConstantExpr::getMul(Op1, 
2578                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2579         return BinaryOperator::CreateAdd(Add, C1C2);
2580         
2581       }
2582
2583     // Try to fold constant mul into select arguments.
2584     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2585       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2586         return R;
2587
2588     if (isa<PHINode>(Op0))
2589       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2590         return NV;
2591   }
2592
2593   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
2594     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
2595       return BinaryOperator::CreateMul(Op0v, Op1v);
2596
2597   // (X / Y) *  Y = X - (X % Y)
2598   // (X / Y) * -Y = (X % Y) - X
2599   {
2600     Value *Op1 = I.getOperand(1);
2601     BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2602     if (!BO ||
2603         (BO->getOpcode() != Instruction::UDiv && 
2604          BO->getOpcode() != Instruction::SDiv)) {
2605       Op1 = Op0;
2606       BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1));
2607     }
2608     Value *Neg = dyn_castNegVal(Op1);
2609     if (BO && BO->hasOneUse() &&
2610         (BO->getOperand(1) == Op1 || BO->getOperand(1) == Neg) &&
2611         (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv ||
2612          BO->getOpcode() == Instruction::SDiv)) {
2613       Value *Op0BO = BO->getOperand(0), *Op1BO = BO->getOperand(1);
2614
2615       Instruction *Rem;
2616       if (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv)
2617         Rem = BinaryOperator::CreateURem(Op0BO, Op1BO);
2618       else
2619         Rem = BinaryOperator::CreateSRem(Op0BO, Op1BO);
2620
2621       InsertNewInstBefore(Rem, I);
2622       Rem->takeName(BO);
2623
2624       if (Op1BO == Op1)
2625         return BinaryOperator::CreateSub(Op0BO, Rem);
2626       else
2627         return BinaryOperator::CreateSub(Rem, Op0BO);
2628     }
2629   }
2630
2631   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2632     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, I.getOperand(1));
2633
2634   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2635   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2636   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2637   // formed.
2638   CastInst *BoolCast = 0;
2639   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
2640     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2641       BoolCast = CI;
2642   if (!BoolCast)
2643     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2644       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2645         BoolCast = CI;
2646   if (BoolCast) {
2647     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2648       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2649       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2650       bool TIS = false;
2651       
2652       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2653       // multiply into a shift/and combination.
2654       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2655           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1), TIS) &&
2656           TIS) {
2657         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2658         Constant *Amt = ConstantInt::get(SCIOp0->getType(),
2659                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2660         Value *V =
2661           InsertNewInstBefore(
2662             BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2663                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2664                                             ".mask"), I);
2665
2666         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2667         // or truncate to the multiply type.
2668         if (I.getType() != V->getType()) {
2669           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2670           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2671           Instruction::CastOps opcode = 
2672             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2673              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2674           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2675         }
2676
2677         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2678         return BinaryOperator::CreateAnd(V, OtherOp);
2679       }
2680     }
2681   }
2682
2683   return Changed ? &I : 0;
2684 }
2685
2686 /// SimplifyDivRemOfSelect - Try to fold a divide or remainder of a select
2687 /// instruction.
2688 bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
2689   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I.getOperand(1));
2690   
2691   // div/rem X, (Cond ? 0 : Y) -> div/rem X, Y
2692   int NonNullOperand = -1;
2693   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2694     if (ST->isNullValue())
2695       NonNullOperand = 2;
2696   // div/rem X, (Cond ? Y : 0) -> div/rem X, Y
2697   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2698     if (ST->isNullValue())
2699       NonNullOperand = 1;
2700   
2701   if (NonNullOperand == -1)
2702     return false;
2703   
2704   Value *SelectCond = SI->getOperand(0);
2705   
2706   // Change the div/rem to use 'Y' instead of the select.
2707   I.setOperand(1, SI->getOperand(NonNullOperand));
2708   
2709   // Okay, we know we replace the operand of the div/rem with 'Y' with no
2710   // problem.  However, the select, or the condition of the select may have
2711   // multiple uses.  Based on our knowledge that the operand must be non-zero,
2712   // propagate the known value for the select into other uses of it, and
2713   // propagate a known value of the condition into its other users.
2714   
2715   // If the select and condition only have a single use, don't bother with this,
2716   // early exit.
2717   if (SI->use_empty() && SelectCond->hasOneUse())
2718     return true;
2719   
2720   // Scan the current block backward, looking for other uses of SI.
2721   BasicBlock::iterator BBI = &I, BBFront = I.getParent()->begin();
2722   
2723   while (BBI != BBFront) {
2724     --BBI;
2725     // If we found a call to a function, we can't assume it will return, so
2726     // information from below it cannot be propagated above it.
2727     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<IntrinsicInst>(BBI))
2728       break;
2729     
2730     // Replace uses of the select or its condition with the known values.
2731     for (Instruction::op_iterator I = BBI->op_begin(), E = BBI->op_end();
2732          I != E; ++I) {
2733       if (*I == SI) {
2734         *I = SI->getOperand(NonNullOperand);
2735         AddToWorkList(BBI);
2736       } else if (*I == SelectCond) {
2737         *I = NonNullOperand == 1 ? ConstantInt::getTrue() :
2738                                    ConstantInt::getFalse();
2739         AddToWorkList(BBI);
2740       }
2741     }
2742     
2743     // If we past the instruction, quit looking for it.
2744     if (&*BBI == SI)
2745       SI = 0;
2746     if (&*BBI == SelectCond)
2747       SelectCond = 0;
2748     
2749     // If we ran out of things to eliminate, break out of the loop.
2750     if (SelectCond == 0 && SI == 0)
2751       break;
2752     
2753   }
2754   return true;
2755 }
2756
2757
2758 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2759 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2760 /// used by the visitors to those instructions.
2761 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2762 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2763   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2764
2765   // undef / X -> 0        for integer.
2766   // undef / X -> undef    for FP (the undef could be a snan).
2767   if (isa<UndefValue>(Op0)) {
2768     if (Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2769       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2770     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2771   }
2772
2773   // X / undef -> undef
2774   if (isa<UndefValue>(Op1))
2775     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2776
2777   return 0;
2778 }
2779
2780 /// This function implements the transforms common to both integer division
2781 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2782 /// division instructions.
2783 /// @brief Common integer divide transforms
2784 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2785   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2786
2787   // (sdiv X, X) --> 1     (udiv X, X) --> 1
2788   if (Op0 == Op1) {
2789     if (const VectorType *Ty = dyn_cast<VectorType>(I.getType())) {
2790       ConstantInt *CI = ConstantInt::get(Ty->getElementType(), 1);
2791       std::vector<Constant*> Elts(Ty->getNumElements(), CI);
2792       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantVector::get(Elts));
2793     }
2794
2795     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(I.getType(), 1);
2796     return ReplaceInstUsesWith(I, CI);
2797   }
2798   
2799   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2800     return Common;
2801   
2802   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
2803   // This does not apply for fdiv.
2804   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
2805     return &I;
2806
2807   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2808     // div X, 1 == X
2809     if (RHS->equalsInt(1))
2810       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2811
2812     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2813     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2814       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2815         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2816           if (MultiplyOverflows(RHS, LHSRHS, I.getOpcode()==Instruction::SDiv))
2817             return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2818           else 
2819             return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2820                                           Multiply(RHS, LHSRHS));
2821         }
2822
2823     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2824       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2825         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2826           return R;
2827       if (isa<PHINode>(Op0))
2828         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2829           return NV;
2830     }
2831   }
2832
2833   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2834   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2835     if (LHS->equalsInt(0))
2836       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2837
2838   // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
2839   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2840     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2841
2842   if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2843     if (ConstantInt *X = cast_or_null<ConstantInt>(Op1V->getSplatValue()))
2844       // div X, 1 == X
2845       if (X->isOne())
2846         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2847   }
2848
2849   return 0;
2850 }
2851
2852 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
2853   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2854
2855   // Handle the integer div common cases
2856   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2857     return Common;
2858
2859   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2860     // X udiv C^2 -> X >> C
2861     // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
2862     // if so, convert to a right shift.
2863     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
2864       return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, 
2865                ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
2866
2867     // X udiv C, where C >= signbit
2868     if (C->getValue().isNegative()) {
2869       Value *IC = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, C),
2870                                       I);
2871       return SelectInst::Create(IC, Constant::getNullValue(I.getType()),
2872                                 ConstantInt::get(I.getType(), 1));
2873     }
2874   }
2875
2876   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
2877   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
2878     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2879         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2880       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
2881       if (C1.isPowerOf2()) {
2882         Value *N = RHSI->getOperand(1);
2883         const Type *NTy = N->getType();
2884         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
2885           Constant *C2V = ConstantInt::get(NTy, C2);
2886           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(N, C2V, "tmp"), I);
2887         }
2888         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
2889       }
2890     }
2891   }
2892   
2893   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
2894   // where C1&C2 are powers of two.
2895   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
2896     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2897       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
2898         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
2899         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
2900           // Compute the shift amounts
2901           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
2902           // Construct the "on true" case of the select
2903           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
2904           Instruction *TSI = BinaryOperator::CreateLShr(
2905                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
2906           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
2907   
2908           // Construct the "on false" case of the select
2909           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
2910           Instruction *FSI = BinaryOperator::CreateLShr(
2911                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
2912           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
2913
2914           // construct the select instruction and return it.
2915           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
2916         }
2917       }
2918   return 0;
2919 }
2920
2921 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
2922   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2923
2924   // Handle the integer div common cases
2925   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2926     return Common;
2927
2928   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2929     // sdiv X, -1 == -X
2930     if (RHS->isAllOnesValue())
2931       return BinaryOperator::CreateNeg(Op0);
2932
2933     // -X/C -> X/-C, if and only if negation doesn't overflow.
2934     if (Value *LHSNeg = dyn_castNegVal(Op0)) {
2935       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(LHSNeg)) {
2936         Constant *RHSNeg = ConstantExpr::getNeg(RHS);
2937         if (RHS != RHSNeg) {    // Check that there is no overflow.
2938           Constant *CINeg = ConstantExpr::getNeg(CI);
2939           if (CI != CINeg)      // Check that there is no overflow.
2940             return BinaryOperator::CreateSDiv(LHSNeg, RHSNeg);
2941         }
2942       }
2943     }
2944   }
2945
2946   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2947   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
2948   if (I.getType()->isInteger()) {
2949     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2950     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2951       // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
2952       return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
2953     }
2954   }      
2955   
2956   return 0;
2957 }
2958
2959 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
2960   return commonDivTransforms(I);
2961 }
2962
2963 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
2964 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
2965 /// is used by the visitors to those instructions.
2966 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
2967 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2968   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2969
2970   // 0 % X == 0 for integer, we don't need to preserve faults!
2971   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
2972     if (LHS->isNullValue())
2973       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2974
2975   if (isa<UndefValue>(Op0)) {             // undef % X -> 0
2976     if (I.getType()->isFPOrFPVector())
2977       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X % undef -> undef (could be SNaN)
2978     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2979   }
2980   if (isa<UndefValue>(Op1))
2981     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
2982
2983   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
2984   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
2985     return &I;
2986
2987   return 0;
2988 }
2989
2990 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
2991 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
2992 /// remainder instructions.
2993 /// @brief Common integer remainder transforms
2994 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2995   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2996
2997   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
2998     return common;
2999
3000   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3001     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
3002     if (RHS->equalsInt(0))
3003       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
3004     
3005     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
3006       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3007
3008     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
3009       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
3010         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3011           return R;
3012       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
3013         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3014           return NV;
3015       }
3016
3017       // See if we can fold away this rem instruction.
3018       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3019       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3020       if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3021                                KnownZero, KnownOne))
3022         return &I;
3023     }
3024   }
3025
3026   return 0;
3027 }
3028
3029 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
3030   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3031
3032   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3033     return common;
3034   
3035   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3036     // X urem C^2 -> X and C
3037     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
3038     // if so, convert to a bitwise and.
3039     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3040       if (C->getValue().isPowerOf2())
3041         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(C));
3042   }
3043
3044   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
3045     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
3046     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3047         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3048       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
3049         Constant *N1 = ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType());
3050         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(RHSI, N1,
3051                                                                    "tmp"), I);
3052         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
3053       }
3054     }
3055   }
3056
3057   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
3058   // where C1&C2 are powers of two.
3059   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
3060     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3061       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
3062         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
3063         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
3064             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
3065           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
3066             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(STO), SI->getName()+".t"), I);
3067           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
3068             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(SFO), SI->getName()+".f"), I);
3069           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
3070         }
3071       }
3072   }
3073   
3074   return 0;
3075 }
3076
3077 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
3078   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3079
3080   // Handle the integer rem common cases
3081   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3082     return common;
3083   
3084   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
3085     if (!isa<Constant>(RHSNeg) ||
3086         (isa<ConstantInt>(RHSNeg) &&
3087          cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive())) {
3088       // X % -Y -> X % Y
3089       AddUsesToWorkList(I);
3090       I.setOperand(1, RHSNeg);
3091       return &I;
3092     }
3093
3094   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3095   // unsigned inputs), turn this into a urem.
3096   if (I.getType()->isInteger()) {
3097     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3098     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3099       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
3100       return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1, I.getName());
3101     }
3102   }
3103
3104   return 0;
3105 }
3106
3107 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
3108   return commonRemTransforms(I);
3109 }
3110
3111 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
3112 // constant.
3113 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
3114   return CI->getValue().isPowerOf2();
3115 }
3116
3117 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
3118 // This is the same as lowones(~X).
3119 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
3120   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
3121 }
3122
3123 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
3124 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
3125 ///
3126 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
3127 ///
3128 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
3129 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
3130 ///
3131 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
3132 ///   0  A > B
3133 ///   1  A == B
3134 ///   2  A < B
3135 ///
3136 /// <=>  Value  Definition
3137 /// 000     0   Always false
3138 /// 001     1   A >  B
3139 /// 010     2   A == B
3140 /// 011     3   A >= B
3141 /// 100     4   A <  B
3142 /// 101     5   A != B
3143 /// 110     6   A <= B
3144 /// 111     7   Always true
3145 ///  
3146 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
3147   switch (ICI->getPredicate()) {
3148     // False -> 0
3149   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
3150   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
3151   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
3152   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
3153   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
3154   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
3155   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
3156   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
3157   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
3158   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
3159     // True -> 7
3160   default:
3161     assert(0 && "Invalid ICmp predicate!");
3162     return 0;
3163   }
3164 }
3165
3166 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
3167 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
3168 /// predicate by reference.
3169 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
3170   isOrdered = false;
3171   switch (CC) {
3172   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
3173   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
3174   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
3175   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
3176   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
3177   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
3178   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
3179   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
3180   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
3181   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
3182   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
3183   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
3184   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
3185   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
3186     // True -> 7
3187   default:
3188     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
3189     assert(0 && "Unexpected FCmp predicate!");
3190     return 0;
3191   }
3192 }
3193
3194 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
3195 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
3196 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
3197 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
3198 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS) {
3199   switch (code) {
3200   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
3201   case  0: return ConstantInt::getFalse();
3202   case  1: 
3203     if (sign)
3204       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
3205     else
3206       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
3207   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
3208   case  3: 
3209     if (sign)
3210       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
3211     else
3212       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
3213   case  4: 
3214     if (sign)
3215       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
3216     else
3217       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
3218   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
3219   case  6: 
3220     if (sign)
3221       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
3222     else
3223       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
3224   case  7: return ConstantInt::getTrue();
3225   }
3226 }
3227
3228 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
3229 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
3230 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
3231 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
3232                            Value *LHS, Value *RHS) {
3233   switch (code) {
3234   default: assert(0 && "Illegal FCmp code!");
3235   case  0:
3236     if (isordered)
3237       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS, RHS);
3238     else
3239       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS, RHS);
3240   case  1: 
3241     if (isordered)
3242       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGT, LHS, RHS);
3243     else
3244       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGT, LHS, RHS);
3245   case  2: 
3246     if (isordered)
3247       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OEQ, LHS, RHS);
3248     else
3249       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UEQ, LHS, RHS);
3250   case  3: 
3251     if (isordered)
3252       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGE, LHS, RHS);
3253     else
3254       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGE, LHS, RHS);
3255   case  4: 
3256     if (isordered)
3257       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLT, LHS, RHS);
3258     else
3259       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULT, LHS, RHS);
3260   case  5: 
3261     if (isordered)
3262       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ONE, LHS, RHS);
3263     else
3264       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNE, LHS, RHS);
3265   case  6: 
3266     if (isordered)
3267       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLE, LHS, RHS);
3268     else
3269       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULE, LHS, RHS);
3270   case  7: return ConstantInt::getTrue();
3271   }
3272 }
3273
3274 /// PredicatesFoldable - Return true if both predicates match sign or if at
3275 /// least one of them is an equality comparison (which is signless).
3276 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
3277   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
3278          (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && ICmpInst::isEquality(p2)) ||
3279          (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && ICmpInst::isEquality(p1));
3280 }
3281
3282 namespace { 
3283 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3284 struct FoldICmpLogical {
3285   InstCombiner &IC;
3286   Value *LHS, *RHS;
3287   ICmpInst::Predicate pred;
3288   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3289     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3290       pred(ICI->getPredicate()) {}
3291   bool shouldApply(Value *V) const {
3292     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3293       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3294         return ((ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS) ||
3295                 (ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS));
3296     return false;
3297   }
3298   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3299     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3300     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3301       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3302       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3303     }
3304
3305     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3306     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3307     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3308     unsigned Code;
3309     switch (Log.getOpcode()) {
3310     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3311     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3312     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3313     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
3314     }
3315
3316     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
3317                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
3318       
3319     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS);
3320     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3321       return I;
3322     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3323     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3324   }
3325 };
3326 } // end anonymous namespace
3327
3328 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3329 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3330 // guaranteed to be a binary operator.
3331 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3332                                     ConstantInt *OpRHS,
3333                                     ConstantInt *AndRHS,
3334                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3335   Value *X = Op->getOperand(0);
3336   Constant *Together = 0;
3337   if (!Op->isShift())
3338     Together = And(AndRHS, OpRHS);
3339
3340   switch (Op->getOpcode()) {
3341   case Instruction::Xor:
3342     if (Op->hasOneUse()) {
3343       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3344       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3345       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
3346       And->takeName(Op);
3347       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
3348     }
3349     break;
3350   case Instruction::Or:
3351     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3352       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3353
3354     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3355       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3356       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, Together);
3357       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
3358       Or->takeName(Op);
3359       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
3360     }
3361     break;
3362   case Instruction::Add:
3363     if (Op->hasOneUse()) {
3364       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3365       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3366       // single bit constant.
3367       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3368
3369       // If there is only one bit set...
3370       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3371         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3372         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3373         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3374         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3375
3376         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3377         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3378           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3379           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3380           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3381           // no effect.
3382           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3383             TheAnd.setOperand(0, X);
3384             return &TheAnd;
3385           } else {
3386             // Pull the XOR out of the AND.
3387             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3388             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3389             NewAnd->takeName(Op);
3390             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
3391           }
3392         }
3393       }
3394     }
3395     break;
3396
3397   case Instruction::Shl: {
3398     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3399     // the anded constant includes them, clear them now!
3400     //
3401     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3402     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3403     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3404     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3405
3406     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3407     // Masking out bits that the shift already masks
3408       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3409     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3410       TheAnd.setOperand(1, CI);
3411       return &TheAnd;
3412     }
3413     break;
3414   }
3415   case Instruction::LShr:
3416   {
3417     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3418     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3419     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3420     //
3421     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3422     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3423     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3424     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3425
3426     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3427     // Masking out bits that the shift already masks.
3428       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3429     } else if (CI != AndRHS) {
3430       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3431       return &TheAnd;
3432     }
3433     break;
3434   }
3435   case Instruction::AShr:
3436     // Signed shr.
3437     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3438     // with an and.
3439     if (Op->hasOneUse()) {
3440       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3441       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3442       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3443       Constant *C = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3444       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3445         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3446         // Make the argument unsigned.
3447         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3448         ShVal = InsertNewInstBefore(
3449             BinaryOperator::CreateLShr(ShVal, OpRHS, 
3450                                    Op->getName()), TheAnd);
3451         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3452       }
3453     }
3454     break;
3455   }
3456   return 0;
3457 }
3458
3459
3460 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3461 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3462 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3463 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3464 /// insert new instructions.
3465 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3466                                            bool isSigned, bool Inside, 
3467                                            Instruction &IB) {
3468   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3469             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3470          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3471     
3472   if (Inside) {
3473     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3474       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3475
3476     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3477     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3478       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3479         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3480       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3481     }
3482
3483     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3484     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3485     Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3486     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3487     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3488     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3489   }
3490
3491   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3492     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3493
3494   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3495   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3496   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3497     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3498         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3499     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3500   }
3501
3502   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3503   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3504   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3505   Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3506   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3507   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3508   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3509 }
3510
3511 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3512 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3513 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3514 // not, since all 1s are not contiguous.
3515 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3516   const APInt& V = Val->getValue();
3517   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3518   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3519
3520   // look for the first zero bit after the run of ones
3521   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3522   // look for the first non-zero bit
3523   ME = V.getActiveBits(); 
3524   return true;
3525 }
3526
3527 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3528 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3529 /// the following xforms:
3530 /// 
3531 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3532 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3533 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3534 ///
3535 /// return (A +/- B).
3536 ///
3537 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3538                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3539                                         Instruction &I) {
3540   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3541   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3542       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3543
3544   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3545
3546   switch (LHSI->getOpcode()) {
3547   default: return 0;
3548   case Instruction::And:
3549     if (And(N, Mask) == Mask) {
3550       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3551       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3552            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3553           Mask->getValue().getBitWidth())
3554         break;
3555
3556       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3557       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3558       // is all N is, ignore it.
3559       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3560       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3561         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3562         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3563         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3564           break;
3565       }
3566     }
3567     return 0;
3568   case Instruction::Or:
3569   case Instruction::Xor:
3570     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3571     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3572          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3573         && And(N, Mask)->isZero())
3574       break;
3575     return 0;
3576   }
3577   
3578   Instruction *New;
3579   if (isSub)
3580     New = BinaryOperator::CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3581   else
3582     New = BinaryOperator::CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3583   return InsertNewInstBefore(New, I);
3584 }
3585
3586 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
3587 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfICmps(Instruction &I,
3588                                           ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
3589   Value *Val, *Val2;
3590   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3591   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3592   
3593   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
3594   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val), m_ConstantInt(LHSCst))) ||
3595       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2), m_ConstantInt(RHSCst))))
3596     return 0;
3597   
3598   // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
3599   // where C is a power of 2
3600   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC && LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
3601       LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
3602     Instruction *NewOr = BinaryOperator::CreateOr(Val, Val2);
3603     InsertNewInstBefore(NewOr, I);
3604     return new ICmpInst(LHSCC, NewOr, LHSCst);
3605   }
3606   
3607   // From here on, we only handle:
3608   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
3609   if (Val != Val2) return 0;
3610   
3611   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
3612   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3613       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3614       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
3615       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
3616     return 0;
3617   
3618   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
3619   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
3620     return 0;
3621     
3622   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3623   bool ShouldSwap;
3624   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
3625       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
3626        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
3627     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
3628   else
3629     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
3630     
3631   if (ShouldSwap) {
3632     std::swap(LHS, RHS);
3633     std::swap(LHSCst, RHSCst);
3634     std::swap(LHSCC, RHSCC);
3635   }
3636
3637   // At this point, we know we have have two icmp instructions
3638   // comparing a value against two constants and and'ing the result
3639   // together.  Because of the above check, we know that we only have
3640   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3641   // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3642   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3643   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3644
3645   switch (LHSCC) {
3646   default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3647   case ICmpInst::ICMP_EQ:
3648     switch (RHSCC) {
3649     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3650     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3651     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3652     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3653       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3654     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3655     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3656     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3657       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3658     }
3659   case ICmpInst::ICMP_NE:
3660     switch (RHSCC) {
3661     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3662     case ICmpInst::ICMP_ULT:
3663       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3664         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Val, LHSCst);
3665       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3666     case ICmpInst::ICMP_SLT:
3667       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3668         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Val, LHSCst);
3669       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3670     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3671     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3672     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3673       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3674     case ICmpInst::ICMP_NE:
3675       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3676         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3677         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
3678                                                      Val->getName()+".off");
3679         InsertNewInstBefore(Add, I);
3680         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3681                             ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3682       }
3683       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3684     }
3685     break;
3686   case ICmpInst::ICMP_ULT:
3687     switch (RHSCC) {
3688     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3689     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3690     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3691       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3692     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3693       break;
3694     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3695     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3696       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3697     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3698       break;
3699     }
3700     break;
3701   case ICmpInst::ICMP_SLT:
3702     switch (RHSCC) {
3703     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3704     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3705     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3706       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3707     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3708       break;
3709     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3710     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3711       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3712     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3713       break;
3714     }
3715     break;
3716   case ICmpInst::ICMP_UGT:
3717     switch (RHSCC) {
3718     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3719     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
3720     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3721       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3722     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3723       break;
3724     case ICmpInst::ICMP_NE:
3725       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3726         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
3727       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3728     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
3729       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true, I);
3730     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3731       break;
3732     }
3733     break;
3734   case ICmpInst::ICMP_SGT:
3735     switch (RHSCC) {
3736     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3737     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
3738     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3739       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3740     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3741       break;
3742     case ICmpInst::ICMP_NE:
3743       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3744         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
3745       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3746     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
3747       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, true, I);
3748     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3749       break;
3750     }
3751     break;
3752   }
3753  
3754   return 0;
3755 }
3756
3757
3758 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
3759   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3760   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3761
3762   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
3763     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3764
3765   // and X, X = X
3766   if (Op0 == Op1)
3767     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3768
3769   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3770   // purpose is to compute bits we don't care about.
3771   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3772     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3773     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3774     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3775                              KnownZero, KnownOne))
3776       return &I;
3777   } else {
3778     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3779       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
3780         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
3781     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3782       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
3783     }
3784   }
3785   
3786   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3787     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
3788     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
3789
3790     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
3791     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
3792       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
3793       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
3794       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
3795       switch (Op0I->getOpcode()) {
3796       case Instruction::Xor:
3797       case Instruction::Or:
3798         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
3799         if (Op0I->hasOneUse()) {
3800           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
3801             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
3802             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
3803                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
3804             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
3805             return BinaryOperator::Create(
3806                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
3807           }
3808           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
3809               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
3810             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
3811             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
3812                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
3813             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
3814             return BinaryOperator::Create(
3815                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
3816           }
3817         }
3818
3819         break;
3820       case Instruction::Add:
3821         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3822         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3823         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3824         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
3825           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
3826         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
3827           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
3828         break;
3829
3830       case Instruction::Sub:
3831         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3832         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3833         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3834         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
3835           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
3836
3837         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
3838         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
3839         if (Op0I->hasOneUse()) {
3840           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
3841           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
3842           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
3843
3844           ConstantInt *A = dyn_cast<ConstantInt>(Op0LHS);
3845           if (!(A && A->isZero()) &&               // avoid infinite recursion.
3846               MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
3847             Instruction *NewNeg = BinaryOperator::CreateNeg(Op0RHS);
3848             InsertNewInstBefore(NewNeg, I);
3849             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
3850           }
3851         }
3852         break;
3853
3854       case Instruction::Shl:
3855       case Instruction::LShr:
3856         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
3857         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
3858         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
3859           Instruction *NewICmp = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0RHS,
3860                                            Constant::getNullValue(I.getType()));
3861           InsertNewInstBefore(NewICmp, I);
3862           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
3863         }
3864         break;
3865       }
3866
3867       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
3868         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
3869           return Res;
3870     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3871       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
3872       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
3873       // frequently occurs for bitfield accesses.
3874       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
3875         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
3876             CastOp->getNumOperands() == 2)
3877           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))) {
3878             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
3879               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
3880               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
3881               // This will fold the two constants together, which may allow 
3882               // other simplifications.
3883               Instruction *NewCast = CastInst::CreateTruncOrBitCast(
3884                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
3885                 CastOp->getName()+".shrunk");
3886               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
3887               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
3888               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3889               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
3890               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
3891             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
3892               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
3893               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
3894               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3895               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)   // trunc(C1)&C2
3896                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
3897             }
3898           }
3899       }
3900     }
3901
3902     // Try to fold constant and into select arguments.
3903     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3904       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3905         return R;
3906     if (isa<PHINode>(Op0))
3907       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3908         return NV;
3909   }
3910
3911   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
3912   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
3913
3914   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
3915     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3916
3917   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
3918   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3919     Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
3920                                                I.getName()+".demorgan");
3921     InsertNewInstBefore(Or, I);
3922     return BinaryOperator::CreateNot(Or);
3923   }
3924   
3925   {
3926     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
3927     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3928       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
3929         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3930     
3931       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
3932       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3933         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3934           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
3935       }
3936     }
3937     
3938     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3939       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
3940         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3941
3942       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
3943       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3944         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3945           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
3946       }
3947     }
3948     
3949     if (Op0->hasOneUse() &&
3950         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3951       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
3952         I.swapOperands();     // Simplify below
3953         std::swap(Op0, Op1);
3954       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
3955         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
3956         I.swapOperands();     // Simplify below
3957         std::swap(Op0, Op1);
3958       }
3959     }
3960
3961     if (Op1->hasOneUse() &&
3962         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3963       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
3964         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
3965         std::swap(A, B);
3966       }
3967       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
3968         Instruction *NotB = BinaryOperator::CreateNot(B, "tmp");
3969         InsertNewInstBefore(NotB, I);
3970         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
3971       }
3972     }
3973
3974     // (A&((~A)|B)) -> A&B
3975     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
3976         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
3977       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
3978     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
3979         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
3980       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
3981   }
3982   
3983   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
3984     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3985     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3986       return R;
3987
3988     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
3989       if (Instruction *Res = FoldAndOfICmps(I, LHS, RHS))
3990         return Res;
3991   }
3992
3993   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
3994   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
3995     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
3996       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
3997         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
3998         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
3999             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4000             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4001                               I.getType(), TD) &&
4002             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4003                               I.getType(), TD)) {
4004           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateAnd(Op0C->getOperand(0),
4005                                                          Op1C->getOperand(0),
4006                                                          I.getName());
4007           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4008           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4009         }
4010       }
4011     
4012   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
4013   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4014     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4015       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4016           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4017           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4018         Instruction *NewOp =
4019           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(SI0->getOperand(0),
4020                                                         SI1->getOperand(0),
4021                                                         SI0->getName()), I);
4022         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4023                                       SI1->getOperand(1));
4024       }
4025   }
4026
4027   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
4028   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4029     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4030       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
4031           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
4032         // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
4033         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4034           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4035             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4036             // false.
4037             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4038               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4039             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS->getOperand(0),
4040                                 RHS->getOperand(0));
4041           }
4042       } else {
4043         Value *Op0LHS, *Op0RHS, *Op1LHS, *Op1RHS;
4044         FCmpInst::Predicate Op0CC, Op1CC;
4045         if (match(Op0, m_FCmp(Op0CC, m_Value(Op0LHS), m_Value(Op0RHS))) &&
4046             match(Op1, m_FCmp(Op1CC, m_Value(Op1LHS), m_Value(Op1RHS)))) {
4047           if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4048             // Swap RHS operands to match LHS.
4049             Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4050             std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4051           }
4052           if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4053             // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
4054             if (Op0CC == Op1CC)
4055               return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
4056             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE ||
4057                      Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4058               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4059             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4060               return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4061             else if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4062               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4063             bool Op0Ordered;
4064             bool Op1Ordered;
4065             unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4066             unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4067             if (Op1Pred == 0) {
4068               std::swap(Op0, Op1);
4069               std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
4070               std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
4071             }
4072             if (Op0Pred == 0) {
4073               // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> ueq
4074               // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
4075               if (Op0Ordered == Op1Ordered)
4076                 return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4077               // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
4078               // uno && ord -> false
4079               if (!Op0Ordered)
4080                 return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4081               // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
4082               return cast<Instruction>(getFCmpValue(true, Op1Pred,
4083                                                     Op0LHS, Op0RHS));
4084             }
4085           }
4086         }
4087       }
4088     }
4089   }
4090
4091   return Changed ? &I : 0;
4092 }
4093
4094 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
4095 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
4096 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
4097 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
4098 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
4099 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
4100 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
4101 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
4102 /// match.
4103 ///
4104 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
4105 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
4106 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
4107 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
4108 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
4109 /// byte of ByteValues is actually being set.
4110 ///
4111 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
4112 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
4113 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
4114 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
4115 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
4116 ///
4117 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
4118                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
4119   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
4120     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
4121     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4122       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
4123                                ByteValues) ||
4124              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
4125                                ByteValues);
4126     }
4127   
4128     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
4129     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
4130     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4131       unsigned ShAmt = 
4132         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
4133       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
4134       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
4135         return true;
4136
4137       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
4138       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
4139         // X << 2 -> collect(X, +2)
4140         OverallLeftShift += ByteShift;
4141         ByteMask >>= ByteShift;
4142       } else {
4143         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
4144         OverallLeftShift -= ByteShift;
4145         ByteMask <<= ByteShift;
4146         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
4147       }
4148
4149       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
4150       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
4151
4152       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4153                                ByteValues);
4154     }
4155
4156     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
4157     // corresponding bytes in ByteMask.
4158     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
4159         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4160       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
4161       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
4162       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
4163       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
4164       
4165       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
4166         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
4167         // the and mask is.
4168         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
4169           continue;
4170         
4171         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
4172         APInt MaskB = AndMask & Byte;
4173         if (MaskB == 0) {
4174           ByteMask &= ~(1U << i);
4175           continue;
4176         }
4177         
4178         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
4179         if (MaskB != Byte)
4180           return true;
4181
4182         // Otherwise, this byte is kept.
4183       }
4184
4185       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4186                                ByteValues);
4187     }
4188   }
4189   
4190   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
4191   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
4192   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
4193   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
4194   // their ultimate destination.
4195   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
4196   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
4197   
4198   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
4199   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
4200   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
4201   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
4202   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
4203   // low part, it must be shifted left.
4204   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
4205   if (InputByteNo < ByteValues.size()/2) {
4206     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4207       return true;
4208   } else {
4209     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4210       return true;
4211   }
4212   
4213   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
4214   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
4215   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
4216     return true;
4217   ByteValues[DestByteNo] = V;
4218   return false;
4219 }
4220
4221 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
4222 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
4223 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
4224   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
4225   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 || 
4226       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
4227       ITy->getBitWidth() > 32*8) 
4228     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
4229   
4230   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
4231   /// defines each byte.
4232   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
4233   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
4234     
4235   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
4236   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
4237   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
4238     return 0;
4239   
4240   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
4241   Value *V = ByteValues[0];
4242   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
4243   
4244   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
4245   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
4246     if (ByteValues[i] != V)
4247       return 0;
4248   const Type *Tys[] = { ITy };
4249   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
4250   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
4251   return CallInst::Create(F, V);
4252 }
4253
4254 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
4255 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
4256 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
4257 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
4258                                          Value *C, Value *D) {
4259   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
4260   Value *Cond = 0;
4261   if (!match(A, m_SelectCst(m_Value(Cond), -1, 0)))
4262     return 0;
4263
4264   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
4265   if (match(D, m_SelectCst(m_Specific(Cond), 0, -1)))
4266     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4267   if (match(D, m_Not(m_SelectCst(m_Specific(Cond), -1, 0))))
4268     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4269   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
4270   if (match(B, m_SelectCst(m_Specific(Cond), 0, -1)))
4271     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4272   if (match(B, m_Not(m_SelectCst(m_Specific(Cond), -1, 0))))
4273     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4274   return 0;
4275 }
4276
4277 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
4278 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfICmps(Instruction &I,
4279                                          ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
4280   Value *Val, *Val2;
4281   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4282   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4283   
4284   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
4285   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val), m_ConstantInt(LHSCst))) ||
4286       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2), m_ConstantInt(RHSCst))))
4287     return 0;
4288   
4289   // From here on, we only handle:
4290   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
4291   if (Val != Val2) return 0;
4292   
4293   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
4294   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4295       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4296       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
4297       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
4298     return 0;
4299   
4300   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4301   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
4302     return 0;
4303   
4304   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4305   bool ShouldSwap;
4306   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
4307       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
4308        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
4309     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4310   else
4311     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4312   
4313   if (ShouldSwap) {
4314     std::swap(LHS, RHS);
4315     std::swap(LHSCst, RHSCst);
4316     std::swap(LHSCC, RHSCC);
4317   }
4318   
4319   // At this point, we know we have have two icmp instructions
4320   // comparing a value against two constants and or'ing the result
4321   // together.  Because of the above check, we know that we only have
4322   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4323   // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4324   // equal.
4325   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4326
4327   switch (LHSCC) {
4328   default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4329   case ICmpInst::ICMP_EQ:
4330     switch (RHSCC) {
4331     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4332     case ICmpInst::ICMP_EQ:
4333       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) { // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4334         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
4335         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
4336                                                      Val->getName()+".off");
4337         InsertNewInstBefore(Add, I);
4338         AddCST = Subtract(AddOne(RHSCst), LHSCst);
4339         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4340       }
4341       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4342     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4343     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4344       break;
4345     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4346     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4347     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4348       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4349     }
4350     break;
4351   case ICmpInst::ICMP_NE:
4352     switch (RHSCC) {
4353     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4354     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4355     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4356     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4357       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4358     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4359     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4360     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4361       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4362     }
4363     break;
4364   case ICmpInst::ICMP_ULT:
4365     switch (RHSCC) {
4366     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4367     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4368       break;
4369     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
4370       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4371       // this can cause overflow.
4372       if (RHSCst->isMaxValue(false))
4373         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4374       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, false, I);
4375     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4376       break;
4377     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4378     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4379       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4380     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4381       break;
4382     }
4383     break;
4384   case ICmpInst::ICMP_SLT:
4385     switch (RHSCC) {
4386     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4387     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4388       break;
4389     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
4390       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4391       // this can cause overflow.
4392       if (RHSCst->isMaxValue(true))
4393         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4394       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, false, I);
4395     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4396       break;
4397     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4398     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4399       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4400     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4401       break;
4402     }
4403     break;
4404   case ICmpInst::ICMP_UGT:
4405     switch (RHSCC) {
4406     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4407     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4408     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4409       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4410     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4411       break;
4412     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4413     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4414       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4415     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4416       break;
4417     }
4418     break;
4419   case ICmpInst::ICMP_SGT:
4420     switch (RHSCC) {
4421     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4422     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4423     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4424       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4425     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4426       break;
4427     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4428     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4429       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4430     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4431       break;
4432     }
4433     break;
4434   }
4435   return 0;
4436 }
4437
4438 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
4439 ///
4440 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
4441 ///
4442 /// into:
4443 /// 
4444 ///     (A & C1) | B
4445 ///
4446 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
4447 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
4448                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
4449   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4450   if (!CI1) return 0;
4451
4452   Value *V1 = 0, *C2 = 0;
4453   if (match(Op, m_And(m_Value(V1), m_Value(C2)))) {
4454     ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
4455     if (!CI2) return 0;
4456
4457     APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
4458     if (Xor.isAllOnesValue()) {
4459       if (V1 == B) {
4460         Instruction *NewOp =
4461           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(A, CI1), I);
4462         return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, B);
4463       } else if (V1 == A) {
4464         Instruction *NewOp =
4465           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(B, CI1), I);
4466         return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, A);
4467       }
4468     }
4469   }
4470
4471   return 0;
4472 }
4473
4474 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
4475   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4476   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4477
4478   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
4479     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4480
4481   // or X, X = X
4482   if (Op0 == Op1)
4483     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4484
4485   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4486   // purpose is to compute bits we don't care about.
4487   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4488     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4489     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4490     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4491                              KnownZero, KnownOne))
4492       return &I;
4493   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4494     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
4495   } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4496     if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
4497       return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
4498   }
4499     
4500
4501   
4502   // or X, -1 == -1
4503   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4504     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
4505     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
4506     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
4507       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4508       InsertNewInstBefore(Or, I);
4509       Or->takeName(Op0);
4510       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, 
4511                ConstantInt::get(RHS->getValue() | C1->getValue()));
4512     }
4513
4514     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
4515     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
4516       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4517       InsertNewInstBefore(Or, I);
4518       Or->takeName(Op0);
4519       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
4520                  ConstantInt::get(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
4521     }
4522
4523     // Try to fold constant and into select arguments.
4524     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4525       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4526         return R;
4527     if (isa<PHINode>(Op0))
4528       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4529         return NV;
4530   }
4531
4532   Value *A = 0, *B = 0;
4533   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
4534
4535   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4536     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
4537       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4538   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4539     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
4540       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4541
4542   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
4543   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
4544   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4545       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4546       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
4547        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
4548     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
4549       return BSwap;
4550   }
4551   
4552   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4553   if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4554       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
4555     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op1);
4556     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4557     NOr->takeName(Op0);
4558     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4559   }
4560
4561   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4562   if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4563       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
4564     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op0);
4565     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4566     NOr->takeName(Op0);
4567     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4568   }
4569
4570   // (A & C)|(B & D)
4571   Value *C = 0, *D = 0;
4572   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
4573       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
4574     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
4575     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4576     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
4577     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
4578       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
4579       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
4580       // replace with V+N.
4581       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
4582         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
4583             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4584           // Add commutes, try both ways.
4585           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
4586             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4587           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
4588             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4589         }
4590         // Or commutes, try both ways.
4591         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
4592             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4593           // Add commutes, try both ways.
4594           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
4595             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4596           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
4597             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4598         }
4599       }
4600       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
4601     }
4602     
4603     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
4604     // terms for V1 & (V2|V3).
4605     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
4606       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
4607         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
4608       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
4609         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
4610       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
4611         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
4612       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
4613         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
4614       
4615       if (V1) {
4616         Value *Or =
4617           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(V2, V3, "tmp"), I);
4618         return BinaryOperator::CreateAnd(V1, Or);
4619       }
4620     }
4621
4622     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants
4623     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D))
4624       return Match;
4625     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C))
4626       return Match;
4627     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D))
4628       return Match;
4629     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C))
4630       return Match;
4631
4632     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
4633     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
4634          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
4635       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
4636     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
4637     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
4638          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
4639       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
4640     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
4641     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
4642          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
4643       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4644     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
4645     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
4646          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
4647       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
4648   }
4649   
4650   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
4651   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4652     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4653       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4654           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4655           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4656         Instruction *NewOp =
4657         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(SI0->getOperand(0),
4658                                                      SI1->getOperand(0),
4659                                                      SI0->getName()), I);
4660         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4661                                       SI1->getOperand(1));
4662       }
4663   }
4664
4665   // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
4666   if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C))) ||
4667       match(Op0, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
4668     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, A, B, C);
4669     if (Ret) return Ret;
4670   }
4671   // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
4672   if (match(Op1, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C))) ||
4673       match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
4674     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, B, C);
4675     if (Ret) return Ret;
4676   }
4677
4678   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {   // ~A | Op1
4679     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
4680       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4681   } else {
4682     A = 0;
4683   }
4684   // Note, A is still live here!
4685   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)))) {   // Op0 | ~B
4686     if (Op0 == B)
4687       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4688
4689     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
4690     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4691       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(A, B,
4692                                               I.getName()+".demorgan"), I);
4693       return BinaryOperator::CreateNot(And);
4694     }
4695   }
4696
4697   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4698   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
4699     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4700       return R;
4701
4702     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
4703       if (Instruction *Res = FoldOrOfICmps(I, LHS, RHS))
4704         return Res;
4705   }
4706     
4707   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4708   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4709     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4710       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4711         if (!isa<ICmpInst>(Op0C->getOperand(0)) ||
4712             !isa<ICmpInst>(Op1C->getOperand(0))) {
4713           const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4714           if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4715               // Only do this if the casts both really cause code to be
4716               // generated.
4717               ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4718                                 I.getType(), TD) &&
4719               ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4720                                 I.getType(), TD)) {
4721             Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateOr(Op0C->getOperand(0),
4722                                                           Op1C->getOperand(0),
4723                                                           I.getName());
4724             InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4725             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4726           }
4727         }
4728       }
4729   }
4730   
4731     
4732   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
4733   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4734     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4735       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4736           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO && 
4737           LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
4738         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4739           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4740             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4741             // true.
4742             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4743               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4744             
4745             // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4746             // rest.
4747             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS->getOperand(0),
4748                                 RHS->getOperand(0));
4749           }
4750       } else {
4751         Value *Op0LHS, *Op0RHS, *Op1LHS, *Op1RHS;
4752         FCmpInst::Predicate Op0CC, Op1CC;
4753         if (match(Op0, m_FCmp(Op0CC, m_Value(Op0LHS), m_Value(Op0RHS))) &&
4754             match(Op1, m_FCmp(Op1CC, m_Value(Op1LHS), m_Value(Op1RHS)))) {
4755           if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4756             // Swap RHS operands to match LHS.
4757             Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4758             std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4759           }
4760           if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4761             // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
4762             if (Op0CC == Op1CC)
4763               return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
4764             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE ||
4765                      Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4766               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4767             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4768               return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4769             else if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4770               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4771             bool Op0Ordered;
4772             bool Op1Ordered;
4773             unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4774             unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4775             if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
4776               // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
4777               // or'ed predicates.
4778               Value *RV = getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred,
4779                                        Op0LHS, Op0RHS);
4780               if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
4781                 return I;
4782               // Otherwise, it's a constant boolean value...
4783               return ReplaceInstUsesWith(I, RV);
4784             }
4785           }
4786         }
4787       }
4788     }
4789   }
4790
4791   return Changed ? &I : 0;
4792 }
4793
4794 namespace {
4795
4796 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
4797 struct XorSelf {
4798   Value *RHS;
4799   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
4800   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
4801   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
4802     return &Xor;
4803   }
4804 };
4805
4806 }
4807
4808 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
4809   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4810   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4811
4812   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
4813     if (isa<UndefValue>(Op0))
4814       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
4815       // idiom (misuse).
4816       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4817     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
4818   }
4819
4820   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
4821   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
4822     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
4823     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4824   }
4825   
4826   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4827   // purpose is to compute bits we don't care about.
4828   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4829     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4830     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4831     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4832                              KnownZero, KnownOne))
4833       return &I;
4834   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4835     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
4836   }
4837
4838   // Is this a ~ operation?
4839   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
4840     // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
4841     // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
4842     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
4843       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
4844           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4845         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
4846         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
4847           Instruction *NotY =
4848             BinaryOperator::CreateNot(Op0I->getOperand(1),
4849                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
4850           InsertNewInstBefore(NotY, I);
4851           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
4852             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
4853           else
4854             return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
4855         }
4856       }
4857     }
4858   }
4859   
4860   
4861   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4862     // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
4863     if (RHS == ConstantInt::getTrue() && Op0->hasOneUse()) {
4864       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4865         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
4866                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
4867
4868       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
4869         return new FCmpInst(FCI->getInversePredicate(),
4870                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
4871     }
4872
4873     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
4874     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4875       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
4876         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
4877           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
4878           if (Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) {
4879             if (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode, ConstantInt::getTrue(),
4880                                              Op0C->getDestTy())) {
4881               Instruction *NewCI = InsertNewInstBefore(CmpInst::Create(
4882                                      CI->getOpcode(), CI->getInversePredicate(),
4883                                      CI->getOperand(0), CI->getOperand(1)), I);
4884               NewCI->takeName(CI);
4885               return CastInst::Create(Opcode, NewCI, Op0C->getType());
4886             }
4887           }
4888         }
4889       }
4890     }
4891
4892     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4893       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
4894       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
4895         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
4896           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
4897           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
4898                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
4899           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
4900         }
4901           
4902       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
4903         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
4904           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
4905           if (RHS->isAllOnesValue()) {
4906             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
4907             return BinaryOperator::CreateSub(
4908                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
4909                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
4910                                           Op0I->getOperand(0));
4911           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
4912             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
4913             Constant *C = ConstantInt::get(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
4914             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
4915
4916           }
4917         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4918           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
4919           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
4920             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
4921             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
4922             // NewRHS.
4923             Constant *CommonBits = And(Op0CI, RHS);
4924             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
4925                                           ConstantExpr::getNot(CommonBits));
4926             AddToWorkList(Op0I);
4927             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
4928             I.setOperand(1, NewRHS);
4929             return &I;
4930           }
4931         }
4932       }
4933     }
4934
4935     // Try to fold constant and into select arguments.
4936     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4937       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4938         return R;
4939     if (isa<PHINode>(Op0))
4940       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4941         return NV;
4942   }
4943
4944   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
4945     if (X == Op1)
4946       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4947
4948   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
4949     if (X == Op0)
4950       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4951
4952   
4953   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
4954   if (Op1I) {
4955     Value *A, *B;
4956     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4957       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
4958         Op1I->swapOperands();
4959         I.swapOperands();
4960         std::swap(Op0, Op1);
4961       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
4962         I.swapOperands();     // Simplified below.
4963         std::swap(Op0, Op1);
4964       }
4965     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)))) {
4966       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // A^(A^B) == B
4967     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op0)))) {
4968       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // A^(B^A) == B
4969     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op1I->hasOneUse()){
4970       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
4971         Op1I->swapOperands();
4972         std::swap(A, B);
4973       }
4974       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
4975         I.swapOperands();     // Simplified below.
4976         std::swap(Op0, Op1);
4977       }
4978     }
4979   }
4980   
4981   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
4982   if (Op0I) {
4983     Value *A, *B;
4984     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()) {
4985       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
4986         std::swap(A, B);
4987       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
4988         Instruction *NotB =
4989           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(Op1, "tmp"), I);
4990         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
4991       }
4992     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)))) {
4993       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // (A^B)^A == B
4994     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op1)))) {
4995       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // (B^A)^A == B
4996     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()){
4997       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
4998         std::swap(A, B);
4999       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
5000           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
5001         Instruction *N =
5002           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(A, "tmp"), I);
5003         return BinaryOperator::CreateAnd(N, Op1);
5004       }
5005     }
5006   }
5007   
5008   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
5009   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
5010       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
5011       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
5012       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
5013     Instruction *NewOp =
5014       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Op0I->getOperand(0),
5015                                                     Op1I->getOperand(0),
5016                                                     Op0I->getName()), I);
5017     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
5018                                   Op1I->getOperand(1));
5019   }
5020     
5021   if (Op0I && Op1I) {
5022     Value *A, *B, *C, *D;
5023     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
5024     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5025         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5026       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5027         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5028     }
5029     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
5030     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5031         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5032       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5033         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5034     }
5035     
5036     // (A & B)^(C & D)
5037     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
5038         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5039         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5040       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
5041       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5042       if (A == C)
5043         X = A, Y = B, Z = D;
5044       else if (A == D)
5045         X = A, Y = B, Z = C;
5046       else if (B == C)
5047         X = B, Y = A, Z = D;
5048       else if (B == D)
5049         X = B, Y = A, Z = C;
5050       
5051       if (X) {
5052         Instruction *NewOp =
5053         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
5054         return BinaryOperator::CreateAnd(NewOp, X);
5055       }
5056     }
5057   }
5058     
5059   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
5060   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
5061     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
5062       return R;
5063
5064   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
5065   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5066     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
5067       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
5068         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
5069         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
5070             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
5071             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
5072                               I.getType(), TD) &&
5073             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
5074                               I.getType(), TD)) {
5075           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateXor(Op0C->getOperand(0),
5076                                                          Op1C->getOperand(0),
5077                                                          I.getName());
5078           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
5079           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
5080         }
5081       }
5082   }
5083
5084   return Changed ? &I : 0;
5085 }
5086
5087 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
5088 /// overflowed for this type.
5089 static bool AddWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
5090                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
5091   Result = cast<ConstantInt>(Add(In1, In2));
5092
5093   if (IsSigned)
5094     if (In2->getValue().isNegative())
5095       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5096     else
5097       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5098   else
5099     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
5100 }
5101
5102 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
5103 /// overflowed for this type.
5104 static bool SubWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
5105                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
5106   Result = cast<ConstantInt>(Subtract(In1, In2));
5107
5108   if (IsSigned)
5109     if (In2->getValue().isNegative())
5110       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5111     else
5112       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5113   else
5114     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
5115 }
5116
5117 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
5118 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
5119 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
5120 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
5121   TargetData &TD = IC.getTargetData();
5122   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5123   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5124   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
5125
5126   // Build a mask for high order bits.
5127   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5128   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5129
5130   for (User::op_iterator i = GEP->op_begin() + 1, e = GEP->op_end(); i != e;
5131        ++i, ++GTI) {
5132     Value *Op = *i;
5133     uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
5134     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
5135       if (OpC->isZero()) continue;
5136       
5137       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5138       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5139         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
5140         
5141         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
5142           Result = ConstantInt::get(RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
5143         else
5144           Result = IC.InsertNewInstBefore(
5145                    BinaryOperator::CreateAdd(Result,
5146                                              ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
5147                                              GEP->getName()+".offs"), I);
5148         continue;
5149       }
5150       
5151       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5152       Constant *OC = ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
5153       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale);
5154       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
5155         Result = ConstantExpr::getAdd(RC, Scale);
5156       else {
5157         // Emit an add instruction.
5158         Result = IC.InsertNewInstBefore(
5159            BinaryOperator::CreateAdd(Result, Scale,
5160                                      GEP->getName()+".offs"), I);
5161       }
5162       continue;
5163     }
5164     // Convert to correct type.
5165     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
5166       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5167         Op = ConstantExpr::getSExt(OpC, IntPtrTy);
5168       else
5169         Op = IC.InsertNewInstBefore(new SExtInst(Op, IntPtrTy,
5170                                                  Op->getName()+".c"), I);
5171     }
5172     if (Size != 1) {
5173       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5174       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5175         Op = ConstantExpr::getMul(OpC, Scale);
5176       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
5177         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(Op, Scale,
5178                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
5179     }
5180
5181     // Emit an add instruction.
5182     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
5183       Result = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(Op),
5184                                     cast<Constant>(Result));
5185     else
5186       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(Op, Result,
5187                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
5188   }
5189   return Result;
5190 }
5191
5192
5193 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return an value that can be used to compare of
5194 /// the *offset* implied by GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we want
5195 /// to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can be
5196 /// complex, and scales are involved.  The above expression would also be legal
5197 /// to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).  This
5198 /// later form is less amenable to optimization though, and we are allowed to
5199 /// generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
5200 ///
5201 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
5202 /// 
5203 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, Instruction &I,
5204                                           InstCombiner &IC) {
5205   TargetData &TD = IC.getTargetData();
5206   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5207
5208   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
5209   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
5210   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
5211   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
5212   // because the expression will cross zero at the same point.
5213   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
5214   int64_t Offset = 0;
5215   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
5216     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
5217       // Compute the aggregate offset of constant indices.
5218       if (CI->isZero()) continue;
5219
5220       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5221       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5222         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5223       } else {
5224         uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5225         Offset += Size*CI->getSExtValue();
5226       }
5227     } else {
5228       // Found our variable index.
5229       break;
5230     }
5231   }
5232   
5233   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
5234   // evaluate it the general way.
5235   if (i == e) return 0;
5236   
5237   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
5238   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
5239   // 4 if the variable index is into an array of i32.
5240   uint64_t VariableScale = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5241   
5242   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
5243   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
5244     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
5245     if (!CI) return 0;
5246    
5247     // Compute the aggregate offset of constant indices.
5248     if (CI->isZero()) continue;
5249     
5250     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5251     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5252       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5253     } else {
5254       uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5255       Offset += Size*CI->getSExtValue();
5256     }
5257   }
5258   
5259   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
5260   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
5261   // the index.
5262   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5263   if (Offset == 0) {
5264     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
5265     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
5266     // computation crosses zero.
5267     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth)
5268       VariableIdx = new TruncInst(VariableIdx, TD.getIntPtrType(),
5269                                   VariableIdx->getNameStart(), &I);
5270     return VariableIdx;
5271   }
5272   
5273   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
5274   // the pointer size, so get it.
5275   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5276   
5277   Offset &= PtrSizeMask;
5278   VariableScale &= PtrSizeMask;
5279
5280   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
5281   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
5282   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
5283   // multiple of the variable scale.
5284   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
5285   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
5286     return 0;
5287
5288   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
5289   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5290   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
5291     VariableIdx = CastInst::CreateIntegerCast(VariableIdx, IntPtrTy,
5292                                               true /*SExt*/, 
5293                                               VariableIdx->getNameStart(), &I);
5294   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
5295   return BinaryOperator::CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset", &I);
5296 }
5297
5298
5299 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
5300 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
5301 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
5302                                        ICmpInst::Predicate Cond,
5303                                        Instruction &I) {
5304   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
5305
5306   // Look through bitcasts.
5307   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
5308     RHS = BCI->getOperand(0);
5309
5310   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
5311   if (PtrBase == RHS) {
5312     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
5313     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
5314     // know pointers can't overflow.  See if we can output an optimized form.
5315     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, I, *this);
5316     
5317     // If not, synthesize the offset the hard way.
5318     if (Offset == 0)
5319       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5320     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
5321                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
5322   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
5323     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
5324     // compare the base pointer.
5325     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
5326       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
5327       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
5328                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
5329       if (IndicesTheSame)
5330         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5331           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5332             IndicesTheSame = false;
5333             break;
5334           }
5335
5336       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
5337       if (IndicesTheSame)
5338         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
5339                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
5340
5341       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
5342       // different, bail out.
5343       return 0;
5344     }
5345
5346     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
5347     bool AllZeros = true;
5348     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5349       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
5350           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5351         AllZeros = false;
5352         break;
5353       }
5354     if (AllZeros)
5355       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
5356                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
5357
5358     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
5359     AllZeros = true;
5360     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5361       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
5362           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5363         AllZeros = false;
5364         break;
5365       }
5366     if (AllZeros)
5367       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
5368
5369     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
5370       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
5371       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
5372       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
5373       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5374         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5375           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
5376                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5377             // Irreconcilable differences.
5378             NumDifferences = 2;
5379             break;
5380           } else {
5381             if (NumDifferences++) break;
5382             DiffOperand = i;
5383           }
5384         }
5385
5386       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
5387         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
5388                                    ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5389                                              ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
5390
5391       else if (NumDifferences == 1) {
5392         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
5393         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
5394         // Make sure we do a signed comparison here.
5395         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
5396       }
5397     }
5398
5399     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
5400     // the result to fold to a constant!
5401     if ((isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
5402         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
5403       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
5404       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5405       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
5406       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
5407     }
5408   }
5409   return 0;
5410 }
5411
5412 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
5413 ///
5414 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
5415                                                 Instruction *LHSI,
5416                                                 Constant *RHSC) {
5417   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
5418   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
5419   
5420   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
5421   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
5422   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
5423   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
5424   
5425   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
5426   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
5427   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
5428   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
5429   
5430   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
5431   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
5432   if (LHSUnsigned)
5433     ++InputSize;
5434   
5435   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
5436   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
5437     return 0;
5438   
5439   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
5440   // will always come through as an integer value and we know the constant is
5441   // not a NAN (it would have been previously simplified).
5442   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
5443   
5444   ICmpInst::Predicate Pred;
5445   switch (I.getPredicate()) {
5446   default: assert(0 && "Unexpected predicate!");
5447   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
5448   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
5449     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
5450     break;
5451   case FCmpInst::FCMP_UGT:
5452   case FCmpInst::FCMP_OGT:
5453     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
5454     break;
5455   case FCmpInst::FCMP_UGE:
5456   case FCmpInst::FCMP_OGE:
5457     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
5458     break;
5459   case FCmpInst::FCMP_ULT:
5460   case FCmpInst::FCMP_OLT:
5461     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
5462     break;
5463   case FCmpInst::FCMP_ULE:
5464   case FCmpInst::FCMP_OLE:
5465     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
5466     break;
5467   case FCmpInst::FCMP_UNE:
5468   case FCmpInst::FCMP_ONE:
5469     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
5470     break;
5471   case FCmpInst::FCMP_ORD:
5472     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5473   case FCmpInst::FCMP_UNO:
5474     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5475   }
5476   
5477   const IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
5478   
5479   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
5480   
5481   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
5482   // comparing an i8 to 300.0.
5483   unsigned IntWidth = IntTy->getPrimitiveSizeInBits();
5484   
5485   if (!LHSUnsigned) {
5486     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
5487     // and large values.
5488     APFloat SMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5489     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
5490                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5491     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
5492       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
5493           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
5494         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5495       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5496     }
5497   } else {
5498     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
5499     // +INF and large values.
5500     APFloat UMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5501     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
5502                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5503     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
5504       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5505           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
5506         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5507       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5508     }
5509   }
5510   
5511   if (!LHSUnsigned) {
5512     // See if the RHS value is < SignedMin.
5513     APFloat SMin(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5514     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
5515                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5516     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
5517       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
5518           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
5519         return ReplaceInstUsesWith(I,ConstantInt::getTrue());
5520       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5521     }
5522   }
5523
5524   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
5525   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
5526   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
5527   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
5528   Constant *RHSInt = ConstantExpr::getFPToSI(RHSC, IntTy);
5529   if (!RHS.isZero() &&
5530       ConstantExpr::getSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) != RHSC) {
5531     // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust the
5532     // compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards zero
5533     // at this point.
5534     switch (Pred) {
5535     default: assert(0 && "Unexpected integer comparison!");
5536     case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
5537       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5538     case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
5539       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5540     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5541       // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5542       // (float)int <= -4.4  --> false
5543       if (RHS.isNegative())
5544         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5545       break;
5546     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5547       // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5548       // (float)int <= -4.4  --> int < -4
5549       if (RHS.isNegative())
5550         Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
5551       break;
5552     case ICmpInst::ICMP_ULT:
5553       // (float)int < -4.4   --> false
5554       // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5555       if (RHS.isNegative())
5556         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5557       Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
5558       break;
5559     case ICmpInst::ICMP_SLT:
5560       // (float)int < -4.4   --> int < -4
5561       // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5562       if (!RHS.isNegative())
5563         Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
5564       break;
5565     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5566       // (float)int > 4.4    --> int > 4
5567       // (float)int > -4.4   --> true
5568       if (RHS.isNegative())
5569         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5570       break;
5571     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5572       // (float)int > 4.4    --> int > 4
5573       // (float)int > -4.4   --> int >= -4
5574       if (RHS.isNegative())
5575         Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
5576       break;
5577     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5578       // (float)int >= -4.4   --> true
5579       // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5580       if (!RHS.isNegative())
5581         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5582       Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
5583       break;
5584     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5585       // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
5586       // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5587       if (!RHS.isNegative())
5588         Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
5589       break;
5590     }
5591   }
5592
5593   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
5594   // comparison.
5595   return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
5596 }
5597
5598 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
5599   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5600   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5601
5602   // Fold trivial predicates.
5603   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
5604     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5605   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
5606     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5607   
5608   // Simplify 'fcmp pred X, X'
5609   if (Op0 == Op1) {
5610     switch (I.getPredicate()) {
5611     default: assert(0 && "Unknown predicate!");
5612     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
5613     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
5614     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
5615       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5616     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
5617     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
5618     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
5619       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5620       
5621     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
5622     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
5623     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
5624     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
5625       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
5626       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
5627       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5628       return &I;
5629       
5630     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
5631     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
5632     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
5633     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
5634       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
5635       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
5636       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5637       return &I;
5638     }
5639   }
5640     
5641   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
5642     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5643
5644   // Handle fcmp with constant RHS
5645   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5646     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
5647     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
5648       if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
5649         if (FCmpInst::isOrdered(I.getPredicate()))   // True if ordered and...
5650           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5651         assert(FCmpInst::isUnordered(I.getPredicate()) &&
5652                "Comparison must be either ordered or unordered!");
5653         // True if unordered.
5654         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5655       }
5656     }
5657     
5658     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5659       switch (LHSI->getOpcode()) {
5660       case Instruction::PHI:
5661         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5662         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5663         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5664         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5665           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5666             return NV;
5667         break;
5668       case Instruction::SIToFP:
5669       case Instruction::UIToFP:
5670         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
5671           return NV;
5672         break;
5673       case Instruction::Select:
5674         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5675         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5676         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5677         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5678         if (LHSI->hasOneUse()) {
5679           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5680             // Fold the known value into the constant operand.
5681             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5682             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5683             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5684                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
5685                                                       I.getName()), I);
5686           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5687             // Fold the known value into the constant operand.
5688             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5689             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5690             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5691                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
5692                                                       I.getName()), I);
5693           }
5694         }
5695
5696         if (Op1)
5697           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5698         break;
5699       }
5700   }
5701
5702   return Changed ? &I : 0;
5703 }
5704
5705 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
5706   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5707   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5708   const Type *Ty = Op0->getType();
5709
5710   // icmp X, X
5711   if (Op0 == Op1)
5712     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5713                                                    I.isTrueWhenEqual()));
5714
5715   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
5716     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5717   
5718   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
5719   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
5720   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
5721        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
5722       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
5723        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
5724     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5725                                                    !I.isTrueWhenEqual()));
5726
5727   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
5728   if (Ty == Type::Int1Ty) {
5729     switch (I.getPredicate()) {
5730     default: assert(0 && "Invalid icmp instruction!");
5731     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
5732       Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
5733       InsertNewInstBefore(Xor, I);
5734       return BinaryOperator::CreateNot(Xor);
5735     }
5736     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
5737       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
5738
5739     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5740       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
5741       // FALL THROUGH
5742     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
5743       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5744       InsertNewInstBefore(Not, I);
5745       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
5746     }
5747     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5748       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
5749       // FALL THROUGH
5750     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
5751       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
5752       InsertNewInstBefore(Not, I);
5753       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
5754     }
5755     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5756       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
5757       // FALL THROUGH
5758     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
5759       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5760       InsertNewInstBefore(Not, I);
5761       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
5762     }
5763     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5764       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
5765       // FALL THROUGH
5766     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
5767       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
5768       InsertNewInstBefore(Not, I);
5769       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
5770     }
5771     }
5772   }
5773
5774   // See if we are doing a comparison with a constant.
5775   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5776     Value *A, *B;
5777     
5778     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
5779     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
5780         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5781       // (icmp cond A B) if cond is equality
5782       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
5783     }
5784     
5785     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
5786     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
5787     // them being folded in the code below.
5788     switch (I.getPredicate()) {
5789     default: break;
5790     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5791       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
5792         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5793       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, AddOne(CI));
5794     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5795       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
5796         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5797       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0, AddOne(CI));
5798     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5799       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
5800         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5801       return new ICmpInst( ICmpInst::ICMP_UGT, Op0, SubOne(CI));
5802     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5803       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
5804         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5805       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0, SubOne(CI));
5806     }
5807     
5808     // See if we can fold the comparison based on range information we can get
5809     // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
5810     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
5811     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
5812     
5813     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
5814     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
5815     bool UnusedBit;
5816     bool isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
5817     
5818     if (SimplifyDemandedBits(Op0, 
5819                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
5820                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
5821                              KnownZero, KnownOne, 0))
5822       return &I;
5823         
5824     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
5825     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
5826     // EQ and NE we use unsigned values.
5827     APInt Min(BitWidth, 0), Max(BitWidth, 0);
5828     if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate()))
5829       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, Max);
5830     else
5831       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne,Min,Max);
5832     
5833     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
5834     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
5835     // that code below can assume that Min != Max.
5836     if (Min == Max)
5837       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(),
5838                                                           ConstantInt::get(Min),
5839                                                           CI));
5840     
5841     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
5842     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8  is always true.
5843     const APInt &RHSVal = CI->getValue();
5844     switch (I.getPredicate()) {  // LE/GE have been folded already.
5845     default: assert(0 && "Unknown icmp opcode!");
5846     case ICmpInst::ICMP_EQ:
5847       if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5848         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5849       break;
5850     case ICmpInst::ICMP_NE:
5851       if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5852         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5853       break;
5854     case ICmpInst::ICMP_ULT:
5855       if (Max.ult(RHSVal))                    // A <u C -> true iff max(A) < C
5856         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5857       if (Min.uge(RHSVal))                    // A <u C -> false iff min(A) >= C
5858         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5859       if (RHSVal == Max)                      // A <u MAX -> A != MAX
5860         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5861       if (RHSVal == Min+1)                    // A <u MIN+1 -> A == MIN
5862         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5863         
5864       // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
5865       if (CI->isMinValue(true))
5866         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
5867                             ConstantInt::getAllOnesValue(Op0->getType()));
5868       break;
5869     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5870       if (Min.ugt(RHSVal))                    // A >u C -> true iff min(A) > C
5871         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5872       if (Max.ule(RHSVal))                    // A >u C -> false iff max(A) <= C
5873         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5874         
5875       if (RHSVal == Min)                      // A >u MIN -> A != MIN
5876         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5877       if (RHSVal == Max-1)                    // A >u MAX-1 -> A == MAX
5878         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5879       
5880       // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
5881       if (CI->isMaxValue(true))
5882         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
5883                             ConstantInt::getNullValue(Op0->getType()));
5884       break;
5885     case ICmpInst::ICMP_SLT:
5886       if (Max.slt(RHSVal))                    // A <s C -> true iff max(A) < C
5887         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5888       if (Min.sge(RHSVal))                    // A <s C -> false iff min(A) >= C
5889         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5890       if (RHSVal == Max)                      // A <s MAX -> A != MAX
5891         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5892       if (RHSVal == Min+1)                    // A <s MIN+1 -> A == MIN
5893         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5894       break;
5895     case ICmpInst::ICMP_SGT: 
5896       if (Min.sgt(RHSVal))                    // A >s C -> true iff min(A) > C
5897         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5898       if (Max.sle(RHSVal))                    // A >s C -> false iff max(A) <= C
5899         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5900         
5901       if (RHSVal == Min)                      // A >s MIN -> A != MIN
5902         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5903       if (RHSVal == Max-1)                    // A >s MAX-1 -> A == MAX
5904         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5905       break;
5906     }
5907   }
5908
5909   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
5910   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
5911   // any other folding. This helps out other analyses which understand
5912   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
5913   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
5914   // operands has at least one user besides the compare (the select),
5915   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
5916   if (I.hasOneUse())
5917     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
5918       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
5919           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
5920         return 0;
5921
5922   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
5923   // can be folded into the comparison.
5924   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5925     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
5926     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
5927     // instruction can be folded into the icmp 
5928     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5929       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
5930         return Res;
5931   }
5932
5933   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
5934   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5935     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5936       switch (LHSI->getOpcode()) {
5937       case Instruction::GetElementPtr:
5938         if (RHSC->isNullValue()) {
5939           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
5940           bool isAllZeros = true;
5941           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
5942             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
5943                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
5944               isAllZeros = false;
5945               break;
5946             }
5947           if (isAllZeros)
5948             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
5949                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
5950         }
5951         break;
5952
5953       case Instruction::PHI:
5954         // Only fold icmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5955         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5956         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5957         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5958           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5959             return NV;
5960         break;
5961       case Instruction::Select: {
5962         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5963         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5964         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5965         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5966         if (LHSI->hasOneUse()) {
5967           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5968             // Fold the known value into the constant operand.
5969             Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5970             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5971             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5972                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
5973                                                    I.getName()), I);
5974           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5975             // Fold the known value into the constant operand.
5976             Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5977             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5978             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5979                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
5980                                                    I.getName()), I);
5981           }
5982         }
5983
5984         if (Op1)
5985           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5986         break;
5987       }
5988       case Instruction::Malloc:
5989         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
5990         // can assume it is successful and remove the malloc.
5991         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
5992           AddToWorkList(LHSI);
5993           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5994                                                          !I.isTrueWhenEqual()));
5995         }
5996         break;
5997       }
5998   }
5999
6000   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
6001   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
6002     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
6003       return NI;
6004   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
6005     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
6006                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
6007       return NI;
6008
6009   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
6010   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
6011   // now.
6012   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
6013     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
6014         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
6015       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
6016       // operand, where it can often be eliminated completely.
6017       Op0 = CI->getOperand(0);
6018
6019       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
6020       // so eliminate it as well.
6021       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
6022         Op1 = CI2->getOperand(0);
6023
6024       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
6025       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
6026         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6027           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
6028         } else {
6029           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
6030           Op1 = InsertBitCastBefore(Op1, Op0->getType(), I);
6031         }
6032       }
6033       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
6034     }
6035   }
6036   
6037   if (isa<CastInst>(Op0)) {
6038     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
6039     // This comes up when you have code like
6040     //   int X = A < B;
6041     //   if (X) ...
6042     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
6043     // with a constant or another cast from the same type.
6044     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
6045       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
6046         return R;
6047   }
6048   
6049   // See if it's the same type of instruction on the left and right.
6050   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6051     if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
6052       if (Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && Op0I->hasOneUse() &&
6053           Op1I->hasOneUse() && Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
6054           I.isEquality()) {
6055         switch (Op0I->getOpcode()) {
6056         default: break;
6057         case Instruction::Add:
6058         case Instruction::Sub:
6059         case Instruction::Xor:
6060           // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
6061           return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0I->getOperand(0),
6062                               Op1I->getOperand(0));
6063           break;
6064         case Instruction::Mul:
6065           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6066             // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
6067             // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
6068             if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
6069               const APInt &AP = CI->getValue();
6070               ConstantInt *Mask = ConstantInt::get(
6071                                       APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
6072                                                            AP.getBitWidth() -
6073                                                       AP.countTrailingZeros()));
6074               Instruction *And1 = BinaryOperator::CreateAnd(Op0I->getOperand(0),
6075                                                             Mask);
6076               Instruction *And2 = BinaryOperator::CreateAnd(Op1I->getOperand(0),
6077                                                             Mask);
6078               InsertNewInstBefore(And1, I);
6079               InsertNewInstBefore(And2, I);
6080               return new ICmpInst(I.getPredicate(), And1, And2);
6081             }
6082           }
6083           break;
6084         }
6085       }
6086     }
6087   }
6088   
6089   // ~x < ~y --> y < x
6090   { Value *A, *B;
6091     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A))) &&
6092         match(Op1, m_Not(m_Value(B))))
6093       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, A);
6094   }
6095   
6096   if (I.isEquality()) {
6097     Value *A, *B, *C, *D;
6098     
6099     // -x == -y --> x == y
6100     if (match(Op0, m_Neg(m_Value(A))) &&
6101         match(Op1, m_Neg(m_Value(B))))
6102       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
6103     
6104     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
6105       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
6106         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
6107         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6108                             Constant::getNullValue(A->getType()));
6109       }
6110
6111       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6112         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
6113         ConstantInt *C1, *C2;
6114         if (match(B, m_ConstantInt(C1)) &&
6115             match(D, m_ConstantInt(C2)) && Op1->hasOneUse()) {
6116           Constant *NC = ConstantInt::get(C1->getValue() ^ C2->getValue());
6117           Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(C, NC, "tmp");
6118           return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
6119                               InsertNewInstBefore(Xor, I));
6120         }
6121         
6122         // A^B == A^D -> B == D
6123         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
6124         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
6125         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
6126         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
6127       }
6128     }
6129     
6130     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
6131         (A == Op0 || B == Op0)) {
6132       // A == (A^B)  ->  B == 0
6133       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
6134       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6135                           Constant::getNullValue(A->getType()));
6136     }
6137
6138     // (A-B) == A  ->  B == 0
6139     if (match(Op0, m_Sub(m_Specific(Op1), m_Value(B))))
6140       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, 
6141                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6142
6143     // A == (A-B)  ->  B == 0
6144     if (match(Op1, m_Sub(m_Specific(Op0), m_Value(B))))
6145       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
6146                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6147     
6148     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
6149     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
6150         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
6151         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6152       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
6153       
6154       if (A == C) {
6155         X = B; Y = D; Z = A;
6156       } else if (A == D) {
6157         X = B; Y = C; Z = A;
6158       } else if (B == C) {
6159         X = A; Y = D; Z = B;
6160       } else if (B == D) {
6161         X = A; Y = C; Z = B;
6162       }
6163       
6164       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
6165         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(X, Y, "tmp"), I);
6166         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
6167         I.setOperand(0, Op1);
6168         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
6169         return &I;
6170       }
6171     }
6172   }
6173   return Changed ? &I : 0;
6174 }
6175
6176
6177 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
6178 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
6179 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
6180                                           ConstantInt *DivRHS) {
6181   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6182   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
6183   
6184   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
6185   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
6186   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
6187   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
6188   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
6189   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
6190   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
6191   // if it finds it. 
6192   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
6193   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
6194     return 0;
6195   if (DivRHS->isZero())
6196     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
6197   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
6198     return 0; // The overflow computation also screws up here
6199   if (DivRHS->isOne())
6200     return 0; // Not worth bothering, and eliminates some funny cases
6201               // with INT_MIN.
6202
6203   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
6204   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
6205   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
6206   // instead of computing a divide. 
6207   ConstantInt *Prod = Multiply(CmpRHS, DivRHS);
6208
6209   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
6210   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
6211   // as in the LHS instruction that we're folding. 
6212   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
6213                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
6214
6215   // Get the ICmp opcode
6216   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
6217
6218   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
6219   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
6220   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
6221   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
6222   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
6223   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
6224   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
6225   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
6226   ConstantInt *LoBound = 0, *HiBound = 0;
6227   
6228   if (!DivIsSigned) {  // udiv
6229     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
6230     LoBound = Prod;
6231     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6232     if (!HiOverflow)
6233       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, false);
6234   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
6235     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
6236       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
6237       LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
6238       HiBound = DivRHS;
6239     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
6240       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
6241       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6242       if (!HiOverflow)
6243         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
6244     } else {                       // (X / pos) op neg
6245       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
6246       HiBound = AddOne(Prod);
6247       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6248       if (!LoOverflow) {
6249         ConstantInt* DivNeg = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6250         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg,
6251                                      true) ? -1 : 0;
6252        }
6253     }
6254   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
6255     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
6256       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
6257       LoBound = AddOne(DivRHS);
6258       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6259       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
6260         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
6261         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
6262       }
6263     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
6264       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
6265       HiBound = AddOne(Prod);
6266       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6267       if (!LoOverflow)
6268         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivRHS, true) ? -1 : 0;
6269     } else {                       // (X / neg) op neg
6270       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
6271       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
6272       if (!HiOverflow)
6273         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
6274     }
6275     
6276     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
6277     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
6278   }
6279
6280   Value *X = DivI->getOperand(0);
6281   switch (Pred) {
6282   default: assert(0 && "Unhandled icmp opcode!");
6283   case ICmpInst::ICMP_EQ:
6284     if (LoOverflow && HiOverflow)
6285       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6286     else if (HiOverflow)
6287       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6288                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
6289     else if (LoOverflow)
6290       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6291                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
6292     else
6293       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
6294   case ICmpInst::ICMP_NE:
6295     if (LoOverflow && HiOverflow)
6296       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6297     else if (HiOverflow)
6298       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6299                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
6300     else if (LoOverflow)
6301       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6302                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6303     else
6304       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
6305   case ICmpInst::ICMP_ULT:
6306   case ICmpInst::ICMP_SLT:
6307     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
6308       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6309     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
6310       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6311     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
6312   case ICmpInst::ICMP_UGT:
6313   case ICmpInst::ICMP_SGT:
6314     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
6315       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6316     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
6317       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6318     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
6319       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6320     else
6321       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
6322   }
6323 }
6324
6325
6326 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
6327 ///
6328 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
6329                                                           Instruction *LHSI,
6330                                                           ConstantInt *RHS) {
6331   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
6332   
6333   switch (LHSI->getOpcode()) {
6334   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
6335     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
6336       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
6337       // fold the xor.
6338       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
6339           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
6340         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
6341         
6342         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
6343         // the operation, just stop using the Xor.
6344         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
6345           ICI.setOperand(0, CompareVal);
6346           AddToWorkList(LHSI);
6347           return &ICI;
6348         }
6349         
6350         // Was the old condition true if the operand is positive?
6351         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
6352         
6353         // If so, the new one isn't.
6354         isTrueIfPositive ^= true;
6355         
6356         if (isTrueIfPositive)
6357           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal, SubOne(RHS));
6358         else
6359           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal, AddOne(RHS));
6360       }
6361     }
6362     break;
6363   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
6364     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
6365         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6366       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6367       
6368       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
6369       // and/compare to be the input width without changing the value
6370       // produced, eliminating a cast.
6371       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
6372         // We can do this transformation if either the AND constant does not
6373         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
6374         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
6375         // bit would not work.
6376         if (Cast->hasOneUse() &&
6377             (ICI.isEquality() ||
6378              (AndCST->getValue().isNonNegative() && RHSV.isNonNegative()))) {
6379           uint32_t BitWidth = 
6380             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
6381           APInt NewCST = AndCST->getValue();
6382           NewCST.zext(BitWidth);
6383           APInt NewCI = RHSV;
6384           NewCI.zext(BitWidth);
6385           Instruction *NewAnd = 
6386             BinaryOperator::CreateAnd(Cast->getOperand(0),
6387                                       ConstantInt::get(NewCST),LHSI->getName());
6388           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6389           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
6390                               ConstantInt::get(NewCI));
6391         }
6392       }
6393       
6394       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
6395       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
6396       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
6397       // access.
6398       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
6399       if (Shift && !Shift->isShift())
6400         Shift = 0;
6401       
6402       ConstantInt *ShAmt;
6403       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
6404       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
6405       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
6406       
6407       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
6408       // into the mask.  This can only happen with signed shift
6409       // rights, as they sign-extend.
6410       if (ShAmt) {
6411         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
6412         if (!CanFold) {
6413           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
6414           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
6415           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6416           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
6417           
6418           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
6419           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
6420                AndCST->getValue()) == 0)
6421             CanFold = true;
6422         }
6423         
6424         if (CanFold) {
6425           Constant *NewCst;
6426           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6427             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
6428           else
6429             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
6430           
6431           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
6432           // compared.
6433           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != RHS) {
6434             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
6435             // As a special case, check to see if this means that the
6436             // result is always true or false now.
6437             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6438               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6439             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6440               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6441           } else {
6442             ICI.setOperand(1, NewCst);
6443             Constant *NewAndCST;
6444             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6445               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
6446             else
6447               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
6448             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
6449             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
6450             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
6451             AddUsesToWorkList(ICI);
6452             return &ICI;
6453           }
6454         }
6455       }
6456       
6457       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
6458       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
6459       // of a loop if Y is invariant and X is not.
6460       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
6461           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
6462           isa<Instruction>(Shift->getOperand(0))) {
6463         // Compute C << Y.
6464         Value *NS;
6465         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
6466           NS = BinaryOperator::CreateShl(AndCST, 
6467                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
6468         } else {
6469           // Insert a logical shift.
6470           NS = BinaryOperator::CreateLShr(AndCST,
6471                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
6472         }
6473         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
6474         
6475         // Compute X & (C << Y).
6476         Instruction *NewAnd = 
6477           BinaryOperator::CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
6478         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6479         
6480         ICI.setOperand(0, NewAnd);
6481         return &ICI;
6482       }
6483     }
6484     break;
6485     
6486   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
6487     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6488     if (!ShAmt) break;
6489     
6490     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6491     
6492     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6493     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6494     // simplified.
6495     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6496       break;
6497     
6498     if (ICI.isEquality()) {
6499       // If we are comparing against bits always shifted out, the
6500       // comparison cannot succeed.
6501       Constant *Comp =
6502         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt), ShAmt);
6503       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
6504         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6505         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6506         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6507       }
6508       
6509       if (LHSI->hasOneUse()) {
6510         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6511         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6512         Constant *Mask =
6513           ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits-ShAmtVal));
6514         
6515         Instruction *AndI =
6516           BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6517                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
6518         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6519         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
6520                             ConstantInt::get(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
6521       }
6522     }
6523     
6524     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
6525     bool TrueIfSigned = false;
6526     if (LHSI->hasOneUse() &&
6527         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
6528       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
6529       Constant *Mask = ConstantInt::get(APInt(TypeBits, 1) <<
6530                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
6531       Instruction *AndI =
6532         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6533                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6534       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6535       
6536       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
6537                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
6538     }
6539     break;
6540   }
6541     
6542   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
6543   case Instruction::AShr: {
6544     // Only handle equality comparisons of shift-by-constant.
6545     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6546     if (!ShAmt || !ICI.isEquality()) break;
6547
6548     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6549     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6550     // simplified.
6551     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6552     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6553       break;
6554     
6555     uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6556       
6557     // If we are comparing against bits always shifted out, the
6558     // comparison cannot succeed.
6559     APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
6560     if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
6561       Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
6562     else
6563       Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
6564     
6565     if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
6566       bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6567       Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6568       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6569     }
6570     
6571     // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
6572     // If so, we can compare against the unshifted value:
6573     //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
6574     if (LHSI->hasOneUse() &&
6575         MaskedValueIsZero(LHSI->getOperand(0), 
6576                           APInt::getLowBitsSet(Comp.getBitWidth(), ShAmtVal))) {
6577       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6578                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
6579     }
6580       
6581     if (LHSI->hasOneUse()) {
6582       // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6583       APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
6584       Constant *Mask = ConstantInt::get(Val);
6585       
6586       Instruction *AndI =
6587         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6588                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6589       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6590       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
6591                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
6592     }
6593     break;
6594   }
6595     
6596   case Instruction::SDiv:
6597   case Instruction::UDiv:
6598     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
6599     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
6600     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
6601     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
6602     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
6603     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
6604     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
6605       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
6606                                           DivRHS))
6607         return R;
6608     break;
6609
6610   case Instruction::Add:
6611     // Fold: icmp pred (add, X, C1), C2
6612
6613     if (!ICI.isEquality()) {
6614       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6615       if (!LHSC) break;
6616       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
6617
6618       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
6619                             .subtract(LHSV);
6620
6621       if (ICI.isSignedPredicate()) {
6622         if (CR.getLower().isSignBit()) {
6623           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
6624                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
6625         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
6626           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
6627                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
6628         }
6629       } else {
6630         if (CR.getLower().isMinValue()) {
6631           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
6632                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
6633         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
6634           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
6635                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
6636         }
6637       }
6638     }
6639     break;
6640   }
6641   
6642   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
6643   if (ICI.isEquality()) {
6644     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6645     
6646     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
6647     // the second operand is a constant, simplify a bit.
6648     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
6649       switch (BO->getOpcode()) {
6650       case Instruction::SRem:
6651         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
6652         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
6653           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
6654           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
6655             Instruction *NewRem =
6656               BinaryOperator::CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
6657                                          BO->getName());
6658             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
6659             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem, 
6660                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
6661           }
6662         }
6663         break;
6664       case Instruction::Add:
6665         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
6666         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6667           if (BO->hasOneUse())
6668             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6669                                 Subtract(RHS, BOp1C));
6670         } else if (RHSV == 0) {
6671           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
6672           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
6673           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
6674           
6675           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
6676             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
6677           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
6678             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
6679           else if (BO->hasOneUse()) {
6680             Instruction *Neg = BinaryOperator::CreateNeg(BOp1);
6681             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
6682             Neg->takeName(BO);
6683             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
6684           }
6685         }
6686         break;
6687       case Instruction::Xor:
6688         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
6689         // the explicit xor.
6690         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
6691           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
6692                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
6693         
6694         // FALLTHROUGH
6695       case Instruction::Sub:
6696         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
6697         if (RHSV == 0)
6698           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6699                               BO->getOperand(1));
6700         break;
6701         
6702       case Instruction::Or:
6703         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
6704         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
6705         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
6706           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
6707           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
6708             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
6709                                                              isICMP_NE));
6710         }
6711         break;
6712         
6713       case Instruction::And:
6714         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6715           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
6716           // comparison can never succeed!
6717           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
6718             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
6719                                                              isICMP_NE));
6720           
6721           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
6722           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
6723             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
6724                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
6725                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
6726           
6727           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
6728           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
6729             Value *X = BO->getOperand(0);
6730             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
6731             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6732               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
6733             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
6734           }
6735           
6736           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
6737           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
6738             Value *X = BO->getOperand(0);
6739             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
6740             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6741               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
6742             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
6743           }
6744         }
6745       default: break;
6746       }
6747     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
6748       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
6749       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
6750         AddToWorkList(II);
6751         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
6752         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHSV.byteSwap()));
6753         return &ICI;
6754       }
6755     }
6756   } else {  // Not a ICMP_EQ/ICMP_NE
6757             // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
6758             // then since we know the RHS is a constant, try to simlify.
6759     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(LHSI)) {
6760       Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
6761       const Type *SrcTy = CastOp->getType();
6762       uint32_t SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
6763       if (SrcTy->isInteger() && 
6764           SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
6765         // If this is an unsigned comparison, try to make the comparison use
6766         // smaller constant values.
6767         if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSV.isSignBit()) {
6768           // X u< 128 => X s> -1
6769           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CastOp, 
6770                            ConstantInt::get(APInt::getAllOnesValue(SrcTySize)));
6771         } else if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
6772                    RHSV == APInt::getSignedMaxValue(SrcTySize)) {
6773           // X u> 127 => X s< 0
6774           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CastOp, 
6775                               Constant::getNullValue(SrcTy));
6776         }
6777       }
6778     }
6779   }
6780   return 0;
6781 }
6782
6783 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
6784 /// We only handle extending casts so far.
6785 ///
6786 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
6787   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
6788   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
6789   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
6790   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
6791   Value *RHSCIOp;
6792
6793   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
6794   // integer type is the same size as the pointer type.
6795   if (LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
6796       getTargetData().getPointerSizeInBits() == 
6797          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
6798     Value *RHSOp = 0;
6799     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
6800       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
6801     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
6802       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
6803       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
6804       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
6805         RHSOp = InsertBitCastBefore(RHSOp, LHSCIOp->getType(), ICI);
6806     }
6807
6808     if (RHSOp)
6809       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
6810   }
6811   
6812   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
6813   // Enforce this.
6814   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
6815       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
6816     return 0;
6817
6818   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
6819   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
6820
6821   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
6822     // Not an extension from the same type?
6823     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
6824     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
6825       return 0;
6826     
6827     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
6828     // and the other is a zext), then we can't handle this.
6829     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
6830       return 0;
6831
6832     // Deal with equality cases early.
6833     if (ICI.isEquality())
6834       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6835
6836     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
6837     // signed comparison.
6838     if (isSignedCmp && isSignedExt)
6839       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6840
6841     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
6842     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6843   }
6844
6845   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
6846   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6847   if (!CI)
6848     return 0;
6849
6850   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
6851   // reextended to DestTy.
6852   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
6853   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(), Res1, DestTy);
6854
6855   // If the re-extended constant didn't change...
6856   if (Res2 == CI) {
6857     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
6858     // For example, we might have:
6859     //    %A = sext short %X to uint
6860     //    %B = icmp ugt uint %A, 1330
6861     // It is incorrect to transform this into 
6862     //    %B = icmp ugt short %X, 1330 
6863     // because %A may have negative value. 
6864     //
6865     // However, we allow this when the compare is EQ/NE, because they are
6866     // signless.
6867     if (isSignedExt == isSignedCmp || ICI.isEquality())
6868       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
6869     return 0;
6870   }
6871
6872   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
6873   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
6874
6875   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
6876   // point so handle the ICI.isEquality() cases
6877   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6878     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6879   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6880     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6881
6882   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
6883   // should have been folded away previously and not enter in here.
6884   Value *Result;
6885   if (isSignedCmp) {
6886     // We're performing a signed comparison.
6887     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
6888       Result = ConstantInt::getFalse();          // X < (small) --> false
6889     else
6890       Result = ConstantInt::getTrue();           // X < (large) --> true
6891   } else {
6892     // We're performing an unsigned comparison.
6893     if (isSignedExt) {
6894       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
6895       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
6896       Constant *NegOne = ConstantInt::getAllOnesValue(SrcTy);
6897       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHSCIOp,
6898                                    NegOne, ICI.getName()), ICI);
6899     } else {
6900       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
6901       Result = ConstantInt::getTrue();
6902     }
6903   }
6904
6905   // Finally, return the value computed.
6906   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
6907       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
6908     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
6909
6910   assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
6911           ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
6912          "ICmp should be folded!");
6913   if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
6914     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
6915   return BinaryOperator::CreateNot(Result);
6916 }
6917
6918 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
6919   return commonShiftTransforms(I);
6920 }
6921
6922 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
6923   return commonShiftTransforms(I);
6924 }
6925
6926 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
6927   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
6928     return R;
6929   
6930   Value *Op0 = I.getOperand(0);
6931   
6932   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
6933   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
6934     if (CSI->isAllOnesValue())
6935       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
6936   
6937   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
6938   if (!isa<VectorType>(I.getType()) &&
6939       MaskedValueIsZero(Op0,
6940                       APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits())))
6941     return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, I.getOperand(1));
6942   
6943   return 0;
6944 }
6945
6946 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
6947   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
6948   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
6949
6950   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
6951   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
6952   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
6953       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
6954     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6955   
6956   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
6957     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
6958       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6959     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
6960       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6961   }
6962   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
6963     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
6964       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
6965     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
6966       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6967   }
6968
6969   // Try to fold constant and into select arguments.
6970   if (isa<Constant>(Op0))
6971     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
6972       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
6973         return R;
6974
6975   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
6976     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
6977       return Res;
6978   return 0;
6979 }
6980
6981 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
6982                                                BinaryOperator &I) {
6983   bool isLeftShift    = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
6984
6985   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
6986   // purpose is to compute bits we don't care about.
6987   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6988   APInt KnownZero(TypeBits, 0), KnownOne(TypeBits, 0);
6989   if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(TypeBits),
6990                            KnownZero, KnownOne))
6991     return &I;
6992   
6993   // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
6994   // of a signed value.
6995   //
6996   if (Op1->uge(TypeBits)) {
6997     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
6998       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
6999     else {
7000       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
7001       return &I;
7002     }
7003   }
7004   
7005   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
7006   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
7007     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
7008       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
7009         return BinaryOperator::CreateMul(BO->getOperand(0),
7010                                          ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
7011   
7012   // Try to fold constant and into select arguments.
7013   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
7014     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7015       return R;
7016   if (isa<PHINode>(Op0))
7017     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
7018       return NV;
7019   
7020   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
7021   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
7022     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
7023     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
7024     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
7025     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
7026     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
7027     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
7028     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
7029         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
7030       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
7031       Constant *ShAmt = ConstantExpr::getZExt(Op1, TrOp->getType());
7032       Instruction *NSh = BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,
7033                                                 I.getName());
7034       InsertNewInstBefore(NSh, I); // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
7035
7036       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
7037       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
7038       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
7039       // other xforms later if dead.
7040       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7041       unsigned DstSize = TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7042       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
7043       
7044       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
7045       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
7046       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
7047       // mask as appropriate.
7048       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
7049         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
7050       else {
7051         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
7052         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
7053       }
7054
7055       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(NSh, ConstantInt::get(MaskV),
7056                                                    TI->getName());
7057       InsertNewInstBefore(And, I); // shift1 & 0x00FF
7058
7059       // Return the value truncated to the interesting size.
7060       return new TruncInst(And, I.getType());
7061     }
7062   }
7063   
7064   if (Op0->hasOneUse()) {
7065     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
7066       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7067       Value *V1, *V2;
7068       ConstantInt *CC;
7069       switch (Op0BO->getOpcode()) {
7070         default: break;
7071         case Instruction::Add:
7072         case Instruction::And:
7073         case Instruction::Or:
7074         case Instruction::Xor: {
7075           // These operators commute.
7076           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7077           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
7078               match(Op0BO->getOperand(1), m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)))){
7079             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7080                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
7081                                             Op0BO->getName());
7082             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7083             Instruction *X = 
7084               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
7085                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
7086             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7087             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7088             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(
7089                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7090           }
7091           
7092           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
7093           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
7094           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
7095               match(Op0BOOp1, 
7096                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)),
7097                           m_ConstantInt(CC))) &&
7098               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7099             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7100                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
7101                                                      Op0BO->getName());
7102             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7103             Instruction *XM =
7104               BinaryOperator::CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
7105                                         V1->getName()+".mask");
7106             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7107             
7108             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
7109           }
7110         }
7111           
7112         // FALL THROUGH.
7113         case Instruction::Sub: {
7114           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7115           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7116               match(Op0BO->getOperand(0), m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)))){
7117             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7118                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7119                                                      Op0BO->getName());
7120             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7121             Instruction *X =
7122               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
7123                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
7124             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7125             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7126             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(
7127                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7128           }
7129           
7130           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
7131           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7132               match(Op0BO->getOperand(0),
7133                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
7134                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
7135               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
7136                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7137             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7138                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7139                                                      Op0BO->getName());
7140             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7141             Instruction *XM =
7142               BinaryOperator::CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
7143                                         V1->getName()+".mask");
7144             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7145             
7146             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
7147           }
7148           
7149           break;
7150         }
7151       }
7152       
7153       
7154       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
7155       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
7156       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
7157         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
7158         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
7159         
7160         switch (Op0BO->getOpcode()) {
7161           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
7162           case Instruction::Add:
7163             isValid = isLeftShift;
7164             break;
7165           case Instruction::Or:
7166           case Instruction::Xor:
7167             highBitSet = false;
7168             break;
7169           case Instruction::And:
7170             highBitSet = true;
7171             break;
7172         }
7173         
7174         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
7175         // by the logical operation, do not perform the transformation.
7176         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
7177         // the constant which would cause it to be modified for this
7178         // operation.
7179         //
7180         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
7181           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
7182         
7183         if (isValid) {
7184           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
7185           
7186           Instruction *NewShift =
7187             BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
7188           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
7189           NewShift->takeName(Op0BO);
7190           
7191           return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
7192                                         NewRHS);
7193         }
7194       }
7195     }
7196   }
7197   
7198   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
7199   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
7200   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
7201     ShiftOp = 0;
7202   
7203   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
7204     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
7205     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
7206     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7207     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
7208     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
7209     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
7210     
7211     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
7212     if (AmtSum > TypeBits)
7213       AmtSum = TypeBits;
7214     
7215     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
7216     
7217     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
7218     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
7219       return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), X,
7220                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7221     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
7222                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
7223       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
7224       return BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7225     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
7226                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7227       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
7228       Instruction *Shift =
7229         BinaryOperator::CreateAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7230       InsertNewInstBefore(Shift, I);
7231
7232       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7233       return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7234     }
7235     
7236     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
7237     // right.  See if the amounts are equal.
7238     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
7239       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
7240       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7241         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7242         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
7243       }
7244       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
7245       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7246         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7247         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
7248       }
7249       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
7250       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
7251       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
7252       // generators.
7253       const Type *SExtType = 0;
7254       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
7255       case 1  :
7256       case 8  :
7257       case 16 :
7258       case 32 :
7259       case 64 :
7260       case 128:
7261         SExtType = IntegerType::get(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
7262         break;
7263       default: break;
7264       }
7265       if (SExtType) {
7266         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
7267         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
7268         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
7269       }
7270       // Otherwise, we can't handle it yet.
7271     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
7272       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
7273       
7274       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
7275       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7276         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7277                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7278         Instruction *Shift =
7279           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7280         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7281         
7282         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7283         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7284       }
7285       
7286       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
7287       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7288         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7289         Instruction *Shift =
7290           BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7291         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7292         
7293         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7294         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7295       }
7296       
7297       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
7298     } else {
7299       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
7300       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
7301
7302       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
7303       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7304         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7305                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7306         Instruction *Shift =
7307           BinaryOperator::Create(ShiftOp->getOpcode(), X,
7308                                  ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7309         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7310         
7311         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7312         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7313       }
7314       
7315       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
7316       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7317         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7318         Instruction *Shift =
7319           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7320         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7321         
7322         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7323         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7324       }
7325       
7326       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
7327     }
7328   }
7329   return 0;
7330 }
7331
7332
7333 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
7334 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
7335 /// X*Scale+Offset.
7336 ///
7337 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
7338                                         int &Offset) {
7339   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
7340   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
7341     Offset = CI->getZExtValue();
7342     Scale  = 0;
7343     return ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
7344   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
7345     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7346       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
7347         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
7348         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
7349         Offset = 0;
7350         return I->getOperand(0);
7351       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
7352         // This value is scaled by 'RHS'.
7353         Scale = RHS->getZExtValue();
7354         Offset = 0;
7355         return I->getOperand(0);
7356       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
7357         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
7358         // where C1 is divisible by C2.
7359         unsigned SubScale;
7360         Value *SubVal = 
7361           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
7362         Offset += RHS->getZExtValue();
7363         Scale = SubScale;
7364         return SubVal;
7365       }
7366     }
7367   }
7368
7369   // Otherwise, we can't look past this.
7370   Scale = 1;
7371   Offset = 0;
7372   return Val;
7373 }
7374
7375
7376 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
7377 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
7378 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
7379                                                    AllocationInst &AI) {
7380   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
7381   
7382   // Remove any uses of AI that are dead.
7383   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
7384   
7385   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
7386     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
7387     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
7388       while (UI != E && *UI == User)
7389         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
7390       
7391       ++NumDeadInst;
7392       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
7393       EraseInstFromFunction(*User);
7394     }
7395   }
7396   
7397   // Get the type really allocated and the type casted to.
7398   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
7399   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
7400   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
7401
7402   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
7403   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
7404   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
7405
7406   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
7407   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
7408   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
7409   if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
7410
7411   uint64_t AllocElTySize = TD->getABITypeSize(AllocElTy);
7412   uint64_t CastElTySize = TD->getABITypeSize(CastElTy);
7413   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
7414
7415   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
7416   // size argument.
7417   unsigned ArraySizeScale;
7418   int ArrayOffset;
7419   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
7420     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
7421  
7422   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
7423   // do the xform.
7424   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
7425       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
7426
7427   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
7428   Value *Amt = 0;
7429   if (Scale == 1) {
7430     Amt = NumElements;
7431   } else {
7432     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
7433     Amt = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Scale);
7434     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
7435       Amt = Multiply(cast<ConstantInt>(NumElements), cast<ConstantInt>(Amt));
7436     // otherwise multiply the amount and the number of elements
7437     else if (Scale != 1) {
7438       Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateMul(Amt, NumElements, "tmp");
7439       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7440     }
7441   }
7442   
7443   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
7444     Value *Off = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Offset, true);
7445     Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateAdd(Amt, Off, "tmp");
7446     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7447   }
7448   
7449   AllocationInst *New;
7450   if (isa<MallocInst>(AI))
7451     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7452   else
7453     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7454   InsertNewInstBefore(New, AI);
7455   New->takeName(&AI);
7456   
7457   // If the allocation has multiple uses, insert a cast and change all things
7458   // that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it will
7459   // die soon.
7460   if (!AI.hasOneUse()) {
7461     AddUsesToWorkList(AI);
7462     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
7463     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
7464     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
7465     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
7466     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
7467   }
7468   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
7469 }
7470
7471 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
7472 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
7473 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
7474 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
7475 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
7476 ///
7477 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
7478 /// extension operation if Ty is larger.
7479 ///
7480 /// If CastOpc is a truncation, then Ty will be a type smaller than V.  We
7481 /// should return true if trunc(V) can be computed by computing V in the smaller
7482 /// type.  If V is an instruction, then trunc(inst(x,y)) can be computed as
7483 /// inst(trunc(x),trunc(y)), which only makes sense if x and y can be
7484 /// efficiently truncated.
7485 ///
7486 /// If CastOpc is a sext or zext, we are asking if the low bits of the value can
7487 /// bit computed in a larger type, which is then and'd or sext_in_reg'd to get
7488 /// the final result.
7489 bool InstCombiner::CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
7490                                               unsigned CastOpc,
7491                                               int &NumCastsRemoved) {
7492   // We can always evaluate constants in another type.
7493   if (isa<ConstantInt>(V))
7494     return true;
7495   
7496   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
7497   if (!I) return false;
7498   
7499   const IntegerType *OrigTy = cast<IntegerType>(V->getType());
7500   
7501   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
7502   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
7503     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
7504     // it, and this will remove a cast overall.
7505     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
7506       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
7507       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
7508       // casts first.
7509       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)) && I->hasOneUse())
7510         ++NumCastsRemoved;
7511       return true;
7512     }
7513   }
7514
7515   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
7516   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
7517   if (!I->hasOneUse()) return false;
7518
7519   switch (I->getOpcode()) {
7520   case Instruction::Add:
7521   case Instruction::Sub:
7522   case Instruction::Mul:
7523   case Instruction::And:
7524   case Instruction::Or:
7525   case Instruction::Xor:
7526     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
7527     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7528                                       NumCastsRemoved) &&
7529            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7530                                       NumCastsRemoved);
7531
7532   case Instruction::Shl:
7533     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
7534     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
7535     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7536       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
7537       if (BitWidth < OrigTy->getBitWidth() && 
7538           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
7539         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7540                                           NumCastsRemoved);
7541     }
7542     break;
7543   case Instruction::LShr:
7544     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
7545     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
7546     // already zeros.
7547     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7548       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getBitWidth();
7549       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
7550       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
7551           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
7552             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
7553           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
7554         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7555                                           NumCastsRemoved);
7556       }
7557     }
7558     break;
7559   case Instruction::ZExt:
7560   case Instruction::SExt:
7561   case Instruction::Trunc:
7562     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
7563     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
7564     // of casts in the input.
7565     if (I->getOpcode() == CastOpc)
7566       return true;
7567     break;
7568   case Instruction::Select: {
7569     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
7570     return CanEvaluateInDifferentType(SI->getTrueValue(), Ty, CastOpc,
7571                                       NumCastsRemoved) &&
7572            CanEvaluateInDifferentType(SI->getFalseValue(), Ty, CastOpc,
7573                                       NumCastsRemoved);
7574   }
7575   case Instruction::PHI: {
7576     // We can change a phi if we can change all operands.
7577     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
7578     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
7579       if (!CanEvaluateInDifferentType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CastOpc,
7580                                       NumCastsRemoved))
7581         return false;
7582     return true;
7583   }
7584   default:
7585     // TODO: Can handle more cases here.
7586     break;
7587   }
7588   
7589   return false;
7590 }
7591
7592 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
7593 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
7594 /// evaluate the expression.
7595 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
7596                                              bool isSigned) {
7597   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
7598     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
7599
7600   // Otherwise, it must be an instruction.
7601   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
7602   Instruction *Res = 0;
7603   switch (I->getOpcode()) {
7604   case Instruction::Add:
7605   case Instruction::Sub:
7606   case Instruction::Mul:
7607   case Instruction::And:
7608   case Instruction::Or:
7609   case Instruction::Xor:
7610   case Instruction::AShr:
7611   case Instruction::LShr:
7612   case Instruction::Shl: {
7613     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
7614     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
7615     Res = BinaryOperator::Create((Instruction::BinaryOps)I->getOpcode(),
7616                                  LHS, RHS);
7617     break;
7618   }    
7619   case Instruction::Trunc:
7620   case Instruction::ZExt:
7621   case Instruction::SExt:
7622     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
7623     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
7624     // new.
7625     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
7626       return I->getOperand(0);
7627     
7628     // Otherwise, must be the same type of cast, so just reinsert a new one.
7629     Res = CastInst::Create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
7630                            Ty);
7631     break;
7632   case Instruction::Select: {
7633     Value *True = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
7634     Value *False = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(2), Ty, isSigned);
7635     Res = SelectInst::Create(I->getOperand(0), True, False);
7636     break;
7637   }
7638   case Instruction::PHI: {
7639     PHINode *OPN = cast<PHINode>(I);
7640     PHINode *NPN = PHINode::Create(Ty);
7641     for (unsigned i = 0, e = OPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
7642       Value *V =EvaluateInDifferentType(OPN->getIncomingValue(i), Ty, isSigned);
7643       NPN->addIncoming(V, OPN->getIncomingBlock(i));
7644     }
7645     Res = NPN;
7646     break;
7647   }
7648   default: 
7649     // TODO: Can handle more cases here.
7650     assert(0 && "Unreachable!");
7651     break;
7652   }
7653   
7654   Res->takeName(I);
7655   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
7656 }
7657
7658 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
7659 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
7660   Value *Src = CI.getOperand(0);
7661
7662   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
7663   // eliminate it now.
7664   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
7665     if (Instruction::CastOps opc = 
7666         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
7667       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
7668       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
7669       return CastInst::Create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
7670     }
7671   }
7672
7673   // If we are casting a select then fold the cast into the select
7674   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
7675     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
7676       return NV;
7677
7678   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
7679   if (isa<PHINode>(Src))
7680     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
7681       return NV;
7682   
7683   return 0;
7684 }
7685
7686 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
7687 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
7688   Value *Src = CI.getOperand(0);
7689   
7690   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
7691     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
7692     // this into a cast of the original pointer!
7693     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
7694       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
7695       // here because the pointer operand is being replaced with another 
7696       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
7697       AddToWorkList(GEP);
7698       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
7699       return &CI;
7700     }
7701     
7702     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
7703     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
7704     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
7705     // non-type-safe code.
7706     if (GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
7707       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
7708         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
7709         ConstantInt *OffsetV = cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
7710         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
7711         
7712         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
7713         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
7714         const Type *GEPIdxTy =
7715           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
7716         if (GEPIdxTy->isSized()) {
7717           SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
7718           
7719           // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
7720           // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
7721           // is something like [0 x {int, int}]
7722           const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
7723           int64_t FirstIdx = 0;
7724           if (int64_t TySize = TD->getABITypeSize(GEPIdxTy)) {
7725             FirstIdx = Offset/TySize;
7726             Offset %= TySize;
7727           
7728             // Handle silly modulus not returning values values [0..TySize).
7729             if (Offset < 0) {
7730               --FirstIdx;
7731               Offset += TySize;
7732               assert(Offset >= 0);
7733             }
7734             assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize &&"Out of range offset");
7735           }
7736           
7737           NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
7738
7739           // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
7740           while (Offset) {
7741             if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(GEPIdxTy)) {
7742               const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
7743               if (Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes()) {
7744                 unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
7745                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt));
7746               
7747                 Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
7748                 GEPIdxTy = STy->getElementType(Elt);
7749               } else {
7750                 // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7751                 Offset = 0;
7752                 OrigBase = 0;
7753               }
7754             } else if (isa<ArrayType>(GEPIdxTy) || isa<VectorType>(GEPIdxTy)) {
7755               const SequentialType *STy = cast<SequentialType>(GEPIdxTy);
7756               if (uint64_t EltSize = TD->getABITypeSize(STy->getElementType())){
7757                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
7758                 Offset %= EltSize;
7759               } else {
7760                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, 0));
7761               }
7762               GEPIdxTy = STy->getElementType();
7763             } else {
7764               // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7765               Offset = 0;
7766               OrigBase = 0;
7767             }
7768           }
7769           if (OrigBase) {
7770             // If we were able to index down into an element, create the GEP
7771             // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
7772             // two.
7773             Instruction *NGEP = GetElementPtrInst::Create(OrigBase, 
7774                                                           NewIndices.begin(),
7775                                                           NewIndices.end(), "");
7776             InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
7777             NGEP->takeName(GEP);
7778             
7779             if (isa<BitCastInst>(CI))
7780               return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
7781             assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
7782             return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
7783           }
7784         }
7785       }      
7786     }
7787   }
7788     
7789   return commonCastTransforms(CI);
7790 }
7791
7792
7793
7794 /// Only the TRUNC, ZEXT, SEXT, and BITCAST can both operand and result as
7795 /// integer types. This function implements the common transforms for all those
7796 /// cases.
7797 /// @brief Implement the transforms common to CastInst with integer operands
7798 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
7799   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
7800     return Result;
7801
7802   Value *Src = CI.getOperand(0);
7803   const Type *SrcTy = Src->getType();
7804   const Type *DestTy = CI.getType();
7805   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
7806   uint32_t DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
7807
7808   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
7809   // purpose is to compute bits we don't care about.
7810   APInt KnownZero(DestBitSize, 0), KnownOne(DestBitSize, 0);
7811   if (SimplifyDemandedBits(&CI, APInt::getAllOnesValue(DestBitSize),
7812                            KnownZero, KnownOne))
7813     return &CI;
7814
7815   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
7816   // can't do anything more. 
7817   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
7818   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
7819     return 0;
7820
7821   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
7822   int NumCastsRemoved = 0;
7823   if (!isa<BitCastInst>(CI) &&
7824       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, cast<IntegerType>(DestTy),
7825                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
7826     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
7827     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
7828     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
7829     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
7830     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
7831     // require that two casts have been eliminated.
7832     bool DoXForm;
7833     switch (CI.getOpcode()) {
7834     default:
7835       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
7836       // get here because of the check above.
7837       assert(0 && "Unknown cast type");
7838     case Instruction::Trunc:
7839       DoXForm = true;
7840       break;
7841     case Instruction::ZExt:
7842       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
7843       break;
7844     case Instruction::SExt:
7845       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
7846       break;
7847     }
7848     
7849     if (DoXForm) {
7850       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
7851                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
7852       assert(Res->getType() == DestTy);
7853       switch (CI.getOpcode()) {
7854       default: assert(0 && "Unknown cast type!");
7855       case Instruction::Trunc:
7856       case Instruction::BitCast:
7857         // Just replace this cast with the result.
7858         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
7859       case Instruction::ZExt: {
7860         // We need to emit an AND to clear the high bits.
7861         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
7862         Constant *C = ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
7863                                                             SrcBitSize));
7864         return BinaryOperator::CreateAnd(Res, C);
7865       }
7866       case Instruction::SExt:
7867         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
7868         return CastInst::Create(Instruction::SExt,
7869             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
7870                              CI), DestTy);
7871       }
7872     }
7873   }
7874   
7875   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
7876   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
7877
7878   switch (SrcI->getOpcode()) {
7879   case Instruction::Add:
7880   case Instruction::Mul:
7881   case Instruction::And:
7882   case Instruction::Or:
7883   case Instruction::Xor:
7884     // If we are discarding information, rewrite.
7885     if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
7886       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7887       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7888       // only be converting signedness, which is a noop.
7889       if (DestBitSize == SrcBitSize || 
7890           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy,TD) ||
7891           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7892         Instruction::CastOps opcode = CI.getOpcode();
7893         Value *Op0c = InsertCastBefore(opcode, Op0, DestTy, *SrcI);
7894         Value *Op1c = InsertCastBefore(opcode, Op1, DestTy, *SrcI);
7895         return BinaryOperator::Create(
7896             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7897       }
7898     }
7899
7900     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
7901     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
7902         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
7903         Op1 == ConstantInt::getTrue() &&
7904         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
7905       Value *New = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, CI);
7906       return BinaryOperator::CreateXor(New, ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
7907     }
7908     break;
7909   case Instruction::SDiv:
7910   case Instruction::UDiv:
7911   case Instruction::SRem:
7912   case Instruction::URem:
7913     // If we are just changing the sign, rewrite.
7914     if (DestBitSize == SrcBitSize) {
7915       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7916       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7917       // only be converting signedness, which is a noop.
7918       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) || 
7919           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7920         Value *Op0c = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, 
7921                                        Op0, DestTy, *SrcI);
7922         Value *Op1c = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, 
7923                                        Op1, DestTy, *SrcI);
7924         return BinaryOperator::Create(
7925           cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7926       }
7927     }
7928     break;
7929
7930   case Instruction::Shl:
7931     // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow 
7932     // changing the size of the shift, UNLESS the shift amount is a 
7933     // constant.  We must not change variable sized shifts to a smaller 
7934     // size, because it is undefined to shift more bits out than exist 
7935     // in the value.
7936     if (DestBitSize == SrcBitSize ||
7937         (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
7938       Instruction::CastOps opcode = (DestBitSize == SrcBitSize ?
7939           Instruction::BitCast : Instruction::Trunc);
7940       Value *Op0c = InsertCastBefore(opcode, Op0, DestTy, *SrcI);
7941       Value *Op1c = InsertCastBefore(opcode, Op1, DestTy, *SrcI);
7942       return BinaryOperator::CreateShl(Op0c, Op1c);
7943     }
7944     break;
7945   case Instruction::AShr:
7946     // If this is a signed shr, and if all bits shifted in are about to be
7947     // truncated off, turn it into an unsigned shr to allow greater
7948     // simplifications.
7949     if (DestBitSize < SrcBitSize &&
7950         isa<ConstantInt>(Op1)) {
7951       uint32_t ShiftAmt = cast<ConstantInt>(Op1)->getLimitedValue(SrcBitSize);
7952       if (SrcBitSize > ShiftAmt && SrcBitSize-ShiftAmt >= DestBitSize) {
7953         // Insert the new logical shift right.
7954         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, Op1);
7955       }
7956     }
7957     break;
7958   }
7959   return 0;
7960 }
7961
7962 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
7963   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7964     return Result;
7965   
7966   Value *Src = CI.getOperand(0);
7967   const Type *Ty = CI.getType();
7968   uint32_t DestBitWidth = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
7969   uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
7970   
7971   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src)) {
7972     switch (SrcI->getOpcode()) {
7973     default: break;
7974     case Instruction::LShr:
7975       // We can shrink lshr to something smaller if we know the bits shifted in
7976       // are already zeros.
7977       if (ConstantInt *ShAmtV = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1))) {
7978         uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
7979         
7980         // Get a mask for the bits shifting in.
7981         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
7982         Value* SrcIOp0 = SrcI->getOperand(0);
7983         if (SrcI->hasOneUse() && MaskedValueIsZero(SrcIOp0, Mask)) {
7984           if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
7985             return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
7986
7987           // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
7988           // shift.
7989           Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcIOp0, Ty, CI);
7990           Value *V2 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcI->getOperand(1),
7991                                        Ty, CI);
7992           return BinaryOperator::CreateLShr(V1, V2);
7993         }
7994       } else {     // This is a variable shr.
7995         
7996         // Turn 'trunc (lshr X, Y) to bool' into '(X & (1 << Y)) != 0'.  This is
7997         // more LLVM instructions, but allows '1 << Y' to be hoisted if
7998         // loop-invariant and CSE'd.
7999         if (CI.getType() == Type::Int1Ty && SrcI->hasOneUse()) {
8000           Value *One = ConstantInt::get(SrcI->getType(), 1);
8001
8002           Value *V = InsertNewInstBefore(
8003               BinaryOperator::CreateShl(One, SrcI->getOperand(1),
8004                                      "tmp"), CI);
8005           V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(V,
8006                                                             SrcI->getOperand(0),
8007                                                             "tmp"), CI);
8008           Value *Zero = Constant::getNullValue(V->getType());
8009           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, Zero);
8010         }
8011       }
8012       break;
8013     }
8014   }
8015   
8016   return 0;
8017 }
8018
8019 /// transformZExtICmp - Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations
8020 /// in order to eliminate the icmp.
8021 Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
8022                                              bool DoXform) {
8023   // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8024   // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8025   // cast to integer to avoid the comparison.
8026   if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
8027     const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
8028       
8029     // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
8030     // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
8031     if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8032         (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())) {
8033       if (!DoXform) return ICI;
8034
8035       Value *In = ICI->getOperand(0);
8036       Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
8037                                    In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
8038       In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In, Sh,
8039                                                         In->getName()+".lobit"),
8040                                CI);
8041       if (In->getType() != CI.getType())
8042         In = CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(),
8043                                          false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
8044
8045       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
8046         Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8047         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(In, One,
8048                                                          In->getName()+".not"),
8049                                  CI);
8050       }
8051
8052       return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8053     }
8054       
8055       
8056       
8057     // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8058     // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8059     // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8060     // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8061     // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8062     // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8063     // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8064     // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8065     if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
8066         // This only works for EQ and NE
8067         ICI->isEquality()) {
8068       // If Op1C some other power of two, convert:
8069       uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
8070       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
8071       APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
8072       ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
8073         
8074       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
8075       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
8076         if (!DoXform) return ICI;
8077
8078         bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8079         if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
8080           // (X&4) == 2 --> false
8081           // (X&4) != 2 --> true
8082           Constant *Res = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, isNE);
8083           Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
8084           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8085         }
8086           
8087         uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
8088         Value *In = ICI->getOperand(0);
8089         if (ShiftAmt) {
8090           // Perform a logical shr by shiftamt.
8091           // Insert the shift to put the result in the low bit.
8092           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In,
8093                                   ConstantInt::get(In->getType(), ShiftAmt),
8094                                                    In->getName()+".lobit"), CI);
8095         }
8096           
8097         if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
8098           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8099           In = BinaryOperator::CreateXor(In, One, "tmp");
8100           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
8101         }
8102           
8103         if (CI.getType() == In->getType())
8104           return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8105         else
8106           return CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8107       }
8108     }
8109   }
8110
8111   return 0;
8112 }
8113
8114 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
8115   // If one of the common conversion will work ..
8116   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8117     return Result;
8118
8119   Value *Src = CI.getOperand(0);
8120
8121   // If this is a cast of a cast
8122   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8123     // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
8124     // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
8125     // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
8126     if (isa<TruncInst>(CSrc)) {
8127       // Get the sizes of the types involved
8128       Value *A = CSrc->getOperand(0);
8129       uint32_t SrcSize = A->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8130       uint32_t MidSize = CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8131       uint32_t DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8132       // If we're actually extending zero bits and the trunc is a no-op
8133       if (MidSize < DstSize && SrcSize == DstSize) {
8134         // Replace both of the casts with an And of the type mask.
8135         APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8136         Constant *AndConst = ConstantInt::get(AndValue);
8137         Instruction *And = 
8138           BinaryOperator::CreateAnd(CSrc->getOperand(0), AndConst);
8139         // Unfortunately, if the type changed, we need to cast it back.
8140         if (And->getType() != CI.getType()) {
8141           And->setName(CSrc->getName()+".mask");
8142           InsertNewInstBefore(And, CI);
8143           And = CastInst::CreateIntegerCast(And, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8144         }
8145         return And;
8146       }
8147     }
8148   }
8149
8150   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src))
8151     return transformZExtICmp(ICI, CI);
8152
8153   BinaryOperator *SrcI = dyn_cast<BinaryOperator>(Src);
8154   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Or) {
8155     // zext (or icmp, icmp) --> or (zext icmp), (zext icmp) if at least one
8156     // of the (zext icmp) will be transformed.
8157     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(0));
8158     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(1));
8159     if (LHS && RHS && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
8160         (transformZExtICmp(LHS, CI, false) ||
8161          transformZExtICmp(RHS, CI, false))) {
8162       Value *LCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, LHS, CI.getType(), CI);
8163       Value *RCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, RHS, CI.getType(), CI);
8164       return BinaryOperator::Create(Instruction::Or, LCast, RCast);
8165     }
8166   }
8167
8168   return 0;
8169 }
8170
8171 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
8172   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
8173     return I;
8174   
8175   Value *Src = CI.getOperand(0);
8176   
8177   // Canonicalize sign-extend from i1 to a select.
8178   if (Src->getType() == Type::Int1Ty)
8179     return SelectInst::Create(Src,
8180                               ConstantInt::getAllOnesValue(CI.getType()),
8181                               Constant::getNullValue(CI.getType()));
8182
8183   // See if the value being truncated is already sign extended.  If so, just
8184   // eliminate the trunc/sext pair.
8185   if (getOpcode(Src) == Instruction::Trunc) {
8186     Value *Op = cast<User>(Src)->getOperand(0);
8187     unsigned OpBits   = cast<IntegerType>(Op->getType())->getBitWidth();
8188     unsigned MidBits  = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
8189     unsigned DestBits = cast<IntegerType>(CI.getType())->getBitWidth();
8190     unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op);
8191
8192     if (OpBits == DestBits) {
8193       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 24 sign
8194       // bits, it is already ready.
8195       if (NumSignBits > DestBits-MidBits)
8196         return ReplaceInstUsesWith(CI, Op);
8197     } else if (OpBits < DestBits) {
8198       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i64.  If Op has more than 24 sign
8199       // bits, just sext from i32.
8200       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8201         return new SExtInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8202     } else {
8203       // Op is i64, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 56 sign
8204       // bits, just truncate to i32.
8205       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8206         return new TruncInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8207     }
8208   }
8209
8210   // If the input is a shl/ashr pair of a same constant, then this is a sign
8211   // extension from a smaller value.  If we could trust arbitrary bitwidth
8212   // integers, we could turn this into a truncate to the smaller bit and then
8213   // use a sext for the whole extension.  Since we don't, look deeper and check
8214   // for a truncate.  If the source and dest are the same type, eliminate the
8215   // trunc and extend and just do shifts.  For example, turn:
8216   //   %a = trunc i32 %i to i8
8217   //   %b = shl i8 %a, 6
8218   //   %c = ashr i8 %b, 6
8219   //   %d = sext i8 %c to i32
8220   // into:
8221   //   %a = shl i32 %i, 30
8222   //   %d = ashr i32 %a, 30
8223   Value *A = 0;
8224   ConstantInt *BA = 0, *CA = 0;
8225   if (match(Src, m_AShr(m_Shl(m_Value(A), m_ConstantInt(BA)),
8226                         m_ConstantInt(CA))) &&
8227       BA == CA && isa<TruncInst>(A)) {
8228     Value *I = cast<TruncInst>(A)->getOperand(0);
8229     if (I->getType() == CI.getType()) {
8230       unsigned MidSize = Src->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8231       unsigned SrcDstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8232       unsigned ShAmt = CA->getZExtValue()+SrcDstSize-MidSize;
8233       Constant *ShAmtV = ConstantInt::get(CI.getType(), ShAmt);
8234       I = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateShl(I, ShAmtV,
8235                                                         CI.getName()), CI);
8236       return BinaryOperator::CreateAShr(I, ShAmtV);
8237     }
8238   }
8239   
8240   return 0;
8241 }
8242
8243 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
8244 /// in the specified FP type without changing its value.
8245 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem) {
8246   bool losesInfo;
8247   APFloat F = CFP->getValueAPF();
8248   (void)F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &losesInfo);
8249   if (!losesInfo)
8250     return ConstantFP::get(F);
8251   return 0;
8252 }
8253
8254 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
8255 /// through it until we get the source value.
8256 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V) {
8257   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
8258     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
8259       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0));
8260   
8261   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
8262   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
8263   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
8264   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
8265     if (CFP->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
8266       return V;  // No constant folding of this.
8267     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
8268     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle))
8269       return V;
8270     if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
8271       return V;  // Won't shrink.
8272     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble))
8273       return V;
8274     // Don't try to shrink to various long double types.
8275   }
8276   
8277   return V;
8278 }
8279
8280 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
8281   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8282     return I;
8283   
8284   // If we have fptrunc(add (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
8285   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
8286   // the add as the smaller type.  This applies to add/sub/mul/div as well as
8287   // many builtins (sqrt, etc).
8288   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
8289   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
8290     switch (OpI->getOpcode()) {
8291     default: break;
8292     case Instruction::Add:
8293     case Instruction::Sub:
8294     case Instruction::Mul:
8295     case Instruction::FDiv:
8296     case Instruction::FRem:
8297       const Type *SrcTy = OpI->getType();
8298       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0));
8299       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1));
8300       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
8301           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
8302         unsigned DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8303         // If the source types were both smaller than the destination type of
8304         // the cast, do this xform.
8305         if (LHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize &&
8306             RHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize) {
8307           LHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, LHSTrunc,
8308                                       CI.getType(), CI);
8309           RHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, RHSTrunc,
8310                                       CI.getType(), CI);
8311           return BinaryOperator::Create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
8312         }
8313       }
8314       break;  
8315     }
8316   }
8317   return 0;
8318 }
8319
8320 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
8321   return commonCastTransforms(CI);
8322 }
8323
8324 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(FPToUIInst &FI) {
8325   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8326   if (OpI == 0)
8327     return commonCastTransforms(FI);
8328
8329   // fptoui(uitofp(X)) --> X
8330   // fptoui(sitofp(X)) --> X
8331   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8332   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8333   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8334   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8335   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8336       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8337       (int)FI.getType()->getPrimitiveSizeInBits() < /*extra bit for sign */
8338                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8339     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8340
8341   return commonCastTransforms(FI);
8342 }
8343
8344 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(FPToSIInst &FI) {
8345   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8346   if (OpI == 0)
8347     return commonCastTransforms(FI);
8348   
8349   // fptosi(sitofp(X)) --> X
8350   // fptosi(uitofp(X)) --> X
8351   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8352   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8353   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8354   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8355   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8356       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8357       (int)FI.getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 
8358                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8359     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8360   
8361   return commonCastTransforms(FI);
8362 }
8363
8364 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
8365   return commonCastTransforms(CI);
8366 }
8367
8368 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
8369   return commonCastTransforms(CI);
8370 }
8371
8372 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(CastInst &CI) {
8373   return commonPointerCastTransforms(CI);
8374 }
8375
8376 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
8377   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8378     return I;
8379   
8380   const Type *DestPointee = cast<PointerType>(CI.getType())->getElementType();
8381   if (!DestPointee->isSized()) return 0;
8382
8383   // If this is inttoptr(add (ptrtoint x), cst), try to turn this into a GEP.
8384   ConstantInt *Cst;
8385   Value *X;
8386   if (match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Cast<PtrToIntInst>(m_Value(X)),
8387                                     m_ConstantInt(Cst)))) {
8388     // If the source and destination operands have the same type, see if this
8389     // is a single-index GEP.
8390     if (X->getType() == CI.getType()) {
8391       // Get the size of the pointee type.
8392       uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
8393
8394       // Convert the constant to intptr type.
8395       APInt Offset = Cst->getValue();
8396       Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
8397
8398       // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
8399       if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
8400         Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
8401         return GetElementPtrInst::Create(X, ConstantInt::get(Offset));
8402       }
8403     }
8404     // TODO: Could handle other cases, e.g. where add is indexing into field of
8405     // struct etc.
8406   } else if (CI.getOperand(0)->hasOneUse() &&
8407              match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst)))) {
8408     // Otherwise, if this is inttoptr(add x, cst), try to turn this into an
8409     // "inttoptr+GEP" instead of "add+intptr".
8410     
8411     // Get the size of the pointee type.
8412     uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
8413     
8414     // Convert the constant to intptr type.
8415     APInt Offset = Cst->getValue();
8416     Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
8417     
8418     // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
8419     if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
8420       Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
8421       
8422       Instruction *P = InsertNewInstBefore(new IntToPtrInst(X, CI.getType(),
8423                                                             "tmp"), CI);
8424       return GetElementPtrInst::Create(P, ConstantInt::get(Offset), "tmp");
8425     }
8426   }
8427   return 0;
8428 }
8429
8430 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
8431   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
8432   // otherwise just apply the common ones.
8433   Value *Src = CI.getOperand(0);
8434   const Type *SrcTy = Src->getType();
8435   const Type *DestTy = CI.getType();
8436
8437   if (SrcTy->isInteger() && DestTy->isInteger()) {
8438     if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8439       return Result;
8440   } else if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
8441     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
8442       return I;
8443   } else {
8444     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8445       return Result;
8446   }
8447
8448
8449   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
8450   // be replaced by the operand.
8451   if (DestTy == Src->getType())
8452     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
8453
8454   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
8455     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
8456     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
8457     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
8458     
8459     // If the address spaces don't match, don't eliminate the bitcast, which is
8460     // required for changing types.
8461     if (SrcPTy->getAddressSpace() != DstPTy->getAddressSpace())
8462       return 0;
8463     
8464     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
8465     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
8466     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
8467       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
8468         return V;
8469     
8470     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
8471     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
8472     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
8473     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8474     unsigned NumZeros = 0;
8475     while (SrcElTy != DstElTy && 
8476            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
8477            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
8478       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
8479       ++NumZeros;
8480     }
8481
8482     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
8483     if (SrcElTy == DstElTy) {
8484       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
8485       return GetElementPtrInst::Create(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "", 
8486                                        ((Instruction*) NULL));
8487     }
8488   }
8489
8490   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
8491     if (SVI->hasOneUse()) {
8492       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
8493       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
8494       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
8495           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
8496                 SVI->getType()->getNumElements() &&
8497           SVI->getType()->getNumElements() ==
8498             cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements()) {
8499         CastInst *Tmp;
8500         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
8501         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
8502         // us to eliminate at least one cast.
8503         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
8504              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
8505             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
8506              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
8507           Value *LHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
8508                                         SVI->getOperand(0), DestTy, CI);
8509           Value *RHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
8510                                         SVI->getOperand(1), DestTy, CI);
8511           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
8512           // know the vector types match #elts.
8513           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
8514         }
8515       }
8516     }
8517   }
8518   return 0;
8519 }
8520
8521 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
8522 ///   %C = or %A, %B
8523 ///   %D = select %cond, %C, %A
8524 /// into:
8525 ///   %C = select %cond, %B, 0
8526 ///   %D = or %A, %C
8527 ///
8528 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
8529 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
8530 /// equal the other incoming value of the select.
8531 ///
8532 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
8533   switch (I->getOpcode()) {
8534   case Instruction::Add:
8535   case Instruction::Mul:
8536   case Instruction::And:
8537   case Instruction::Or:
8538   case Instruction::Xor:
8539     return 3;              // Can fold through either operand.
8540   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
8541   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
8542   case Instruction::LShr:
8543   case Instruction::AShr:
8544     return 1;
8545   default:
8546     return 0;              // Cannot fold
8547   }
8548 }
8549
8550 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
8551 /// function, return the identity constant that goes into the select.
8552 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
8553   switch (I->getOpcode()) {
8554   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
8555   case Instruction::Add:
8556   case Instruction::Sub:
8557   case Instruction::Or:
8558   case Instruction::Xor:
8559   case Instruction::Shl:
8560   case Instruction::LShr:
8561   case Instruction::AShr:
8562     return Constant::getNullValue(I->getType());
8563   case Instruction::And:
8564     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
8565   case Instruction::Mul:
8566     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
8567   }
8568 }
8569
8570 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
8571 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
8572 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
8573                                           Instruction *FI) {
8574   if (TI->getNumOperands() == 1) {
8575     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
8576     // merge.
8577     if (TI->isCast()) {
8578       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
8579         return 0;
8580     } else {
8581       return 0;  // unknown unary op.
8582     }
8583
8584     // Fold this by inserting a select from the input values.
8585     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
8586                                            FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
8587     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
8588     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
8589                             TI->getType());
8590   }
8591
8592   // Only handle binary operators here.
8593   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
8594     return 0;
8595
8596   // Figure out if the operations have any operands in common.
8597   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
8598   bool MatchIsOpZero;
8599   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
8600     MatchOp  = TI->getOperand(0);
8601     OtherOpT = TI->getOperand(1);
8602     OtherOpF = FI->getOperand(1);
8603     MatchIsOpZero = true;
8604   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
8605     MatchOp  = TI->getOperand(1);
8606     OtherOpT = TI->getOperand(0);
8607     OtherOpF = FI->getOperand(0);
8608     MatchIsOpZero = false;
8609   } else if (!TI->isCommutative()) {
8610     return 0;
8611   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
8612     MatchOp  = TI->getOperand(0);
8613     OtherOpT = TI->getOperand(1);
8614     OtherOpF = FI->getOperand(0);
8615     MatchIsOpZero = true;
8616   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
8617     MatchOp  = TI->getOperand(1);
8618     OtherOpT = TI->getOperand(0);
8619     OtherOpF = FI->getOperand(1);
8620     MatchIsOpZero = true;
8621   } else {
8622     return 0;
8623   }
8624
8625   // If we reach here, they do have operations in common.
8626   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
8627                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
8628   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
8629
8630   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
8631     if (MatchIsOpZero)
8632       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
8633     else
8634       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
8635   }
8636   assert(0 && "Shouldn't get here");
8637   return 0;
8638 }
8639
8640 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
8641 /// ICmpInst as its first operand.
8642 ///
8643 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
8644                                                    ICmpInst *ICI) {
8645   bool Changed = false;
8646   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
8647   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
8648   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
8649   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
8650   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
8651
8652   // Check cases where the comparison is with a constant that
8653   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may edit ICI in
8654   // place here, so make sure the select is the only user.
8655   if (ICI->hasOneUse())
8656     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
8657       switch (Pred) {
8658       default: break;
8659       case ICmpInst::ICMP_ULT:
8660       case ICmpInst::ICMP_SLT: {
8661         // X < MIN ? T : F  -->  F
8662         if (CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
8663           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8664         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
8665         Constant *AdjustedRHS = SubOne(CI);
8666         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
8667             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
8668           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
8669           CmpRHS = AdjustedRHS;
8670           std::swap(FalseVal, TrueVal);
8671           ICI->setPredicate(Pred);
8672           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
8673           SI.setOperand(1, TrueVal);
8674           SI.setOperand(2, FalseVal);
8675           Changed = true;
8676         }
8677         break;
8678       }
8679       case ICmpInst::ICMP_UGT:
8680       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
8681         // X > MAX ? T : F  -->  F
8682         if (CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
8683           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8684         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
8685         Constant *AdjustedRHS = AddOne(CI);
8686         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
8687             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
8688           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
8689           CmpRHS = AdjustedRHS;
8690           std::swap(FalseVal, TrueVal);
8691           ICI->setPredicate(Pred);
8692           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
8693           SI.setOperand(1, TrueVal);
8694           SI.setOperand(2, FalseVal);
8695           Changed = true;
8696         }
8697         break;
8698       }
8699       }
8700
8701       // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31   -> all ones if signed
8702       // (x >s -1) ? -1 : 0 -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
8703       CmpInst::Predicate Pred = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
8704       if (match(TrueVal, m_ConstantInt(-1)) &&
8705           match(FalseVal, m_ConstantInt(0)))
8706         Pred = ICI->getPredicate();
8707       else if (match(TrueVal, m_ConstantInt(0)) &&
8708                match(FalseVal, m_ConstantInt(-1)))
8709         Pred = CmpInst::getInversePredicate(ICI->getPredicate());
8710       
8711       if (Pred != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
8712         // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8713         // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8714         // cast to integer to avoid the comparison.
8715         const APInt &Op1CV = CI->getValue();
8716     
8717         // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
8718         // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
8719         if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8720             (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Op1CV.isAllOnesValue())) {
8721           Value *In = ICI->getOperand(0);
8722           Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
8723                                        In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
8724           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAShr(In, Sh,
8725                                                           In->getName()+".lobit"),
8726                                    *ICI);
8727           if (In->getType() != SI.getType())
8728             In = CastInst::CreateIntegerCast(In, SI.getType(),
8729                                              true/*SExt*/, "tmp", ICI);
8730     
8731           if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
8732             In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(In,
8733                                        In->getName()+".not"), *ICI);
8734     
8735           return ReplaceInstUsesWith(SI, In);
8736         }
8737       }
8738     }
8739
8740   if (CmpLHS == TrueVal && CmpRHS == FalseVal) {
8741     // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8742     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
8743       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8744     // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8745     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
8746       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8747     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
8748
8749   } else if (CmpLHS == FalseVal && CmpRHS == TrueVal) {
8750     // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8751     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
8752       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8753     // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8754     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
8755       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8756     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
8757   }
8758
8759   /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer ABS
8760
8761   return Changed ? &SI : 0;
8762 }
8763
8764 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
8765   Value *CondVal = SI.getCondition();
8766   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
8767   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
8768
8769   // select true, X, Y  -> X
8770   // select false, X, Y -> Y
8771   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
8772     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
8773
8774   // select C, X, X -> X
8775   if (TrueVal == FalseVal)
8776     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8777
8778   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
8779     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8780   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
8781     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8782   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
8783     if (isa<Constant>(TrueVal))
8784       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8785     else
8786       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8787   }
8788
8789   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
8790     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
8791       if (C->getZExtValue()) {
8792         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
8793         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
8794       } else {
8795         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
8796         Value *NotCond =
8797           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8798                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
8799         return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
8800       }
8801     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
8802       if (C->getZExtValue() == false) {
8803         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
8804         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
8805       } else {
8806         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
8807         Value *NotCond =
8808           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8809                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
8810         return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
8811       }
8812     }
8813     
8814     // select a, b, a  -> a&b
8815     // select a, a, b  -> a|b
8816     if (CondVal == TrueVal)
8817       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
8818     else if (CondVal == FalseVal)
8819       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
8820   }
8821
8822   // Selecting between two integer constants?
8823   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
8824     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
8825       // select C, 1, 0 -> zext C to int
8826       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
8827         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
8828       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
8829         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
8830         Value *NotCond =
8831           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8832                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
8833         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
8834       }
8835
8836       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
8837
8838         // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31
8839         if (TrueValC->isAllOnesValue() && FalseValC->isZero())
8840           if (ConstantInt *CmpCst = dyn_cast<ConstantInt>(IC->getOperand(1))) {
8841             if (IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && CmpCst->isZero()) {
8842               // The comparison constant and the result are not neccessarily the
8843               // same width. Make an all-ones value by inserting a AShr.
8844               Value *X = IC->getOperand(0);
8845               uint32_t Bits = X->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8846               Constant *ShAmt = ConstantInt::get(X->getType(), Bits-1);
8847               Instruction *SRA = BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, X,
8848                                                         ShAmt, "ones");
8849               InsertNewInstBefore(SRA, SI);
8850
8851               // Then cast to the appropriate width.
8852               return CastInst::CreateIntegerCast(SRA, SI.getType(), true);
8853             }
8854           }
8855
8856
8857         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
8858         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
8859         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
8860         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
8861         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
8862           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
8863               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
8864             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
8865               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
8866                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
8867                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
8868                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
8869                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
8870                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
8871                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
8872                 // true or false val is the zero.
8873                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
8874                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8875                 Value *V = ICA;
8876                 if (ShouldNotVal)
8877                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::Create(
8878                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
8879                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
8880               }
8881       }
8882     }
8883
8884   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8885   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
8886     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
8887       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8888       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8889         // This is not safe in general for floating point:  
8890         // consider X== -0, Y== +0.
8891         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8892         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8893         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8894               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8895             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8896              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8897         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8898       }
8899       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8900       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8901         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8902       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
8903
8904     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
8905       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8906       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8907         // This is not safe in general for floating point:  
8908         // consider X== -0, Y== +0.
8909         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8910         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8911         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8912               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8913             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8914              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8915           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8916       }
8917       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8918       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8919         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8920       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
8921     }
8922     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
8923   }
8924
8925   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8926   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
8927     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
8928       return Result;
8929
8930   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
8931     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
8932       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
8933         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
8934
8935         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
8936         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
8937           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
8938             return IV;
8939
8940         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
8941         // even legal for FP.
8942         if (TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8943             FI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8944           AddOp = FI; SubOp = TI;
8945         } else if (FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8946                    TI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8947           AddOp = TI; SubOp = FI;
8948         }
8949
8950         if (AddOp) {
8951           Value *OtherAddOp = 0;
8952           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
8953             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
8954           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
8955             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
8956           }
8957
8958           if (OtherAddOp) {
8959             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
8960             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
8961             Value *NegVal;  // Compute -Z
8962             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
8963               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
8964             } else {
8965               NegVal = InsertNewInstBefore(
8966                     BinaryOperator::CreateNeg(SubOp->getOperand(1), "tmp"), SI);
8967             }
8968
8969             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
8970             Value *NewFalseOp = NegVal;
8971             if (AddOp != TI)
8972               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
8973             Instruction *NewSel =
8974               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,
8975                                  NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
8976
8977             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
8978             return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
8979           }
8980         }
8981       }
8982
8983   // See if we can fold the select into one of our operands.
8984   if (SI.getType()->isInteger()) {
8985     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
8986     // transformation we are doing here.
8987     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
8988       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
8989           !isa<Constant>(FalseVal))
8990         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
8991           unsigned OpToFold = 0;
8992           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
8993             OpToFold = 1;
8994           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
8995             OpToFold = 2;
8996           }
8997
8998           if (OpToFold) {
8999             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
9000             Instruction *NewSel =
9001               SelectInst::Create(SI.getCondition(),
9002                                  TVI->getOperand(2-OpToFold), C);
9003             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9004             NewSel->takeName(TVI);
9005             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
9006               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
9007             else {
9008               assert(0 && "Unknown instruction!!");
9009             }
9010           }
9011         }
9012
9013     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
9014       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
9015           !isa<Constant>(TrueVal))
9016         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
9017           unsigned OpToFold = 0;
9018           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
9019             OpToFold = 1;
9020           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
9021             OpToFold = 2;
9022           }
9023
9024           if (OpToFold) {
9025             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
9026             Instruction *NewSel =
9027               SelectInst::Create(SI.getCondition(), C,
9028                                  FVI->getOperand(2-OpToFold));
9029             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9030             NewSel->takeName(FVI);
9031             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
9032               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
9033             else
9034               assert(0 && "Unknown instruction!!");
9035           }
9036         }
9037   }
9038
9039   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
9040     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
9041     SI.setOperand(1, FalseVal);
9042     SI.setOperand(2, TrueVal);
9043     return &SI;
9044   }
9045
9046   return 0;
9047 }
9048
9049 /// EnforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
9050 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
9051 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
9052 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
9053 /// their preferred alignment from the beginning.
9054 ///
9055 static unsigned EnforceKnownAlignment(Value *V,
9056                                       unsigned Align, unsigned PrefAlign) {
9057
9058   User *U = dyn_cast<User>(V);
9059   if (!U) return Align;
9060
9061   switch (getOpcode(U)) {
9062   default: break;
9063   case Instruction::BitCast:
9064     return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9065   case Instruction::GetElementPtr: {
9066     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
9067     bool AllZeroOperands = true;
9068     for (User::op_iterator i = U->op_begin() + 1, e = U->op_end(); i != e; ++i)
9069       if (!isa<Constant>(*i) ||
9070           !cast<Constant>(*i)->isNullValue()) {
9071         AllZeroOperands = false;
9072         break;
9073       }
9074
9075     if (AllZeroOperands) {
9076       // Treat this like a bitcast.
9077       return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9078     }
9079     break;
9080   }
9081   }
9082
9083   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
9084     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
9085     // of the global.
9086     if (!GV->isDeclaration()) {
9087       GV->setAlignment(PrefAlign);
9088       Align = PrefAlign;
9089     }
9090   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
9091     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.  We
9092     // don't do this for malloc, because some systems can't respect the request.
9093     if (isa<AllocaInst>(AI)) {
9094       AI->setAlignment(PrefAlign);
9095       Align = PrefAlign;
9096     }
9097   }
9098
9099   return Align;
9100 }
9101
9102 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
9103 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
9104 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
9105 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
9106 unsigned InstCombiner::GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
9107                                                   unsigned PrefAlign) {
9108   unsigned BitWidth = TD ? TD->getTypeSizeInBits(V->getType()) :
9109                       sizeof(PrefAlign) * CHAR_BIT;
9110   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
9111   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
9112   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne);
9113   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
9114   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
9115
9116   if (PrefAlign > Align)
9117     Align = EnforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
9118   
9119     // We don't need to make any adjustment.
9120   return Align;
9121 }
9122
9123 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
9124   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1));
9125   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2));
9126   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
9127   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment()->getZExtValue();
9128
9129   if (CopyAlign < MinAlign) {
9130     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, MinAlign));
9131     return MI;
9132   }
9133   
9134   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
9135   // load/store.
9136   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
9137   if (MemOpLength == 0) return 0;
9138   
9139   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
9140   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
9141   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
9142   // case.
9143   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
9144   if (Size == 0) return MI;  // Delete this mem transfer.
9145   
9146   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
9147     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
9148   
9149   // Use an integer load+store unless we can find something better.
9150   Type *NewPtrTy = PointerType::getUnqual(IntegerType::get(Size<<3));
9151   
9152   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
9153   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
9154   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
9155   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
9156   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
9157   // integer datatype.
9158   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
9159     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
9160     if (SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
9161       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
9162       // down through these levels if so.
9163       while (!SrcETy->isSingleValueType()) {
9164         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
9165           if (STy->getNumElements() == 1)
9166             SrcETy = STy->getElementType(0);
9167           else
9168             break;
9169         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
9170           if (ATy->getNumElements() == 1)
9171             SrcETy = ATy->getElementType();
9172           else
9173             break;
9174         } else
9175           break;
9176       }
9177       
9178       if (SrcETy->isSingleValueType())
9179         NewPtrTy = PointerType::getUnqual(SrcETy);
9180     }
9181   }
9182   
9183   
9184   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
9185   // infer, use it.
9186   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
9187   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
9188   
9189   Value *Src = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(2), NewPtrTy, *MI);
9190   Value *Dest = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(1), NewPtrTy, *MI);
9191   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
9192   InsertNewInstBefore(L, *MI);
9193   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
9194
9195   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9196   MI->setOperand(3, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
9197   return MI;
9198 }
9199
9200 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
9201   unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest());
9202   if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Alignment) {
9203     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Alignment));
9204     return MI;
9205   }
9206   
9207   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
9208   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
9209   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
9210   if (!LenC || !FillC || FillC->getType() != Type::Int8Ty)
9211     return 0;
9212   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
9213   Alignment = MI->getAlignment()->getZExtValue();
9214   
9215   // If the length is zero, this is a no-op
9216   if (Len == 0) return MI; // memset(d,c,0,a) -> noop
9217   
9218   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
9219   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
9220     const Type *ITy = IntegerType::get(Len*8);  // n=1 -> i8.
9221     
9222     Value *Dest = MI->getDest();
9223     Dest = InsertBitCastBefore(Dest, PointerType::getUnqual(ITy), *MI);
9224
9225     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
9226     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
9227     
9228     // Extract the fill value and store.
9229     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
9230     InsertNewInstBefore(new StoreInst(ConstantInt::get(ITy, Fill), Dest, false,
9231                                       Alignment), *MI);
9232     
9233     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9234     MI->setLength(Constant::getNullValue(LenC->getType()));
9235     return MI;
9236   }
9237
9238   return 0;
9239 }
9240
9241
9242 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
9243 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
9244 /// the heavy lifting.
9245 ///
9246 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
9247   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
9248   if (!II) return visitCallSite(&CI);
9249   
9250   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
9251   // visitCallSite.
9252   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
9253     bool Changed = false;
9254
9255     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
9256     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
9257       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
9258
9259       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
9260         if (CI->getZExtValue() == 1) {
9261           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
9262           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
9263           // alignment is sufficient.
9264         }
9265     }
9266
9267     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
9268     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
9269     // into a call to memcpy.
9270     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
9271       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
9272         if (GVSrc->isConstant()) {
9273           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
9274           Intrinsic::ID MemCpyID = Intrinsic::memcpy;
9275           const Type *Tys[1];
9276           Tys[0] = CI.getOperand(3)->getType();
9277           CI.setOperand(0, 
9278                         Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID, Tys, 1));
9279           Changed = true;
9280         }
9281
9282       // memmove(x,x,size) -> noop.
9283       if (MMI->getSource() == MMI->getDest())
9284         return EraseInstFromFunction(CI);
9285     }
9286
9287     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
9288     // set, update the alignment.
9289     if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
9290       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
9291         return I;
9292     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
9293       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
9294         return I;
9295     }
9296           
9297     if (Changed) return II;
9298   }
9299   
9300   switch (II->getIntrinsicID()) {
9301   default: break;
9302   case Intrinsic::bswap:
9303     // bswap(bswap(x)) -> x
9304     if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1)))
9305       if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap)
9306         return ReplaceInstUsesWith(CI, Operand->getOperand(1));
9307     break;
9308   case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
9309   case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
9310   case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
9311   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
9312   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
9313     // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
9314     // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
9315     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9316       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),
9317                                        PointerType::getUnqual(II->getType()),
9318                                        CI);
9319       return new LoadInst(Ptr);
9320     }
9321     break;
9322   case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
9323   case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
9324     // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
9325     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), 16) >= 16) {
9326       const Type *OpPtrTy = 
9327         PointerType::getUnqual(II->getOperand(1)->getType());
9328       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(2), OpPtrTy, CI);
9329       return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
9330     }
9331     break;
9332   case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
9333   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
9334   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
9335     // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
9336     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9337       const Type *OpPtrTy = 
9338         PointerType::getUnqual(II->getOperand(2)->getType());
9339       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1), OpPtrTy, CI);
9340       return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
9341     }
9342     break;
9343     
9344   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
9345     // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
9346     // we can simplify the input based on that, do so now.
9347     uint64_t UndefElts;
9348     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), 1, 
9349                                               UndefElts)) {
9350       II->setOperand(1, V);
9351       return II;
9352     }
9353     break;
9354   }
9355     
9356   case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
9357     // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
9358     if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
9359       assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
9360       
9361       // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
9362       bool AllEltsOk = true;
9363       for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9364         if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
9365             !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
9366           AllEltsOk = false;
9367           break;
9368         }
9369       }
9370       
9371       if (AllEltsOk) {
9372         // Cast the input vectors to byte vectors.
9373         Value *Op0 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),Mask->getType(),CI);
9374         Value *Op1 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(2),Mask->getType(),CI);
9375         Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
9376         
9377         // Only extract each element once.
9378         Value *ExtractedElts[32];
9379         memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
9380         
9381         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9382           if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
9383             continue;
9384           unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
9385           Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
9386           
9387           if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
9388             Instruction *Elt = 
9389               new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, Idx&15, "tmp");
9390             InsertNewInstBefore(Elt, CI);
9391             ExtractedElts[Idx] = Elt;
9392           }
9393         
9394           // Insert this value into the result vector.
9395           Result = InsertElementInst::Create(Result, ExtractedElts[Idx],
9396                                              i, "tmp");
9397           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
9398         }
9399         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
9400       }
9401     }
9402     break;
9403
9404   case Intrinsic::stackrestore: {
9405     // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
9406     // happen when variable allocas are DCE'd.
9407     if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
9408       if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
9409         BasicBlock::iterator BI = SS;
9410         if (&*++BI == II)
9411           return EraseInstFromFunction(CI);
9412       }
9413     }
9414     
9415     // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
9416     // same block without an intervening call/alloca.
9417     BasicBlock::iterator BI = II;
9418     TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
9419     bool CannotRemove = false;
9420     for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
9421       if (isa<AllocaInst>(BI)) {
9422         CannotRemove = true;
9423         break;
9424       }
9425       if (CallInst *BCI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
9426         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BCI)) {
9427           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
9428           if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stackrestore)
9429             return EraseInstFromFunction(CI);
9430           // Otherwise, ignore the intrinsic.
9431         } else {
9432           // If we found a non-intrinsic call, we can't remove the stack
9433           // restore.
9434           CannotRemove = true;
9435           break;
9436         }
9437       }
9438     }
9439     
9440     // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
9441     // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
9442     if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)))
9443       return EraseInstFromFunction(CI);
9444     break;
9445   }
9446   }
9447
9448   return visitCallSite(II);
9449 }
9450
9451 // InvokeInst simplification
9452 //
9453 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
9454   return visitCallSite(&II);
9455 }
9456
9457 /// isSafeToEliminateVarargsCast - If this cast does not affect the value 
9458 /// passed through the varargs area, we can eliminate the use of the cast.
9459 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
9460                                          const CastInst * const CI,
9461                                          const TargetData * const TD,
9462                                          const int ix) {
9463   if (!CI->isLosslessCast())
9464     return false;
9465
9466   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
9467   // can't change to a type with a different size.  If the size were
9468   // passed explicitly we could avoid this check.
9469   if (!CS.paramHasAttr(ix, Attribute::ByVal))
9470     return true;
9471
9472   const Type* SrcTy = 
9473             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
9474   const Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
9475   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
9476     return false;
9477   if (TD->getABITypeSize(SrcTy) != TD->getABITypeSize(DstTy))
9478     return false;
9479   return true;
9480 }
9481
9482 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
9483 //
9484 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
9485   bool Changed = false;
9486
9487   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
9488   // to the arguments of the call/invoke.
9489   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
9490
9491   Value *Callee = CS.getCalledValue();
9492
9493   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
9494     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
9495       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
9496       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
9497       // be unreachable, as the call is undefined.
9498       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9499                     UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), 
9500                                     OldCall);
9501       if (!OldCall->use_empty())
9502         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
9503       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
9504         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
9505       return 0;
9506     }
9507
9508   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
9509     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
9510     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
9511     // that we can't modify the CFG here.
9512     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9513                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)),
9514                   CS.getInstruction());
9515
9516     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
9517       CS.getInstruction()->
9518         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
9519
9520     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
9521       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
9522       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9523                          ConstantInt::getTrue(), II);
9524     }
9525     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
9526   }
9527
9528   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
9529     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
9530       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
9531         return transformCallThroughTrampoline(CS);
9532
9533   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
9534   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
9535   if (FTy->isVarArg()) {
9536     int ix = FTy->getNumParams() + (isa<InvokeInst>(Callee) ? 3 : 1);
9537     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
9538     // the call.
9539     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
9540            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
9541       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
9542       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
9543         *I = CI->getOperand(0);
9544         Changed = true;
9545       }
9546     }
9547   }
9548
9549   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
9550     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
9551     CS.setDoesNotThrow();
9552     Changed = true;
9553   }
9554
9555   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
9556 }
9557
9558 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
9559 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
9560 //
9561 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
9562   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
9563   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
9564   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
9565       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
9566     return false;
9567   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
9568   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
9569   const AttrListPtr &CallerPAL = CS.getAttributes();
9570
9571   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
9572   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
9573   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
9574   //
9575   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
9576   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
9577   const Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
9578
9579   if (isa<StructType>(NewRetTy))
9580     return false; // TODO: Handle multiple return values.
9581
9582   // Check to see if we are changing the return type...
9583   if (OldRetTy != NewRetTy) {
9584     if (Callee->isDeclaration() &&
9585         // Conversion is ok if changing from one pointer type to another or from
9586         // a pointer to an integer of the same size.
9587         !((isa<PointerType>(OldRetTy) || OldRetTy == TD->getIntPtrType()) &&
9588           (isa<PointerType>(NewRetTy) || NewRetTy == TD->getIntPtrType())))
9589       return false;   // Cannot transform this return value.
9590
9591     if (!Caller->use_empty() &&
9592         // void -> non-void is handled specially
9593         NewRetTy != Type::VoidTy && !CastInst::isCastable(NewRetTy, OldRetTy))
9594       return false;   // Cannot transform this return value.
9595
9596     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
9597       Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
9598       if (RAttrs & Attribute::typeIncompatible(NewRetTy))
9599         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
9600     }
9601
9602     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
9603     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
9604     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
9605     // the critical edge).  Bail out in this case.
9606     if (!Caller->use_empty())
9607       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
9608         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
9609              UI != E; ++UI)
9610           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
9611             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
9612                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
9613               return false;
9614   }
9615
9616   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
9617   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
9618
9619   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
9620   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
9621     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
9622     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
9623
9624     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
9625       return false;   // Cannot transform this parameter value.
9626
9627     if (CallerPAL.getParamAttributes(i + 1) 
9628         & Attribute::typeIncompatible(ParamTy))
9629       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
9630
9631     // Converting from one pointer type to another or between a pointer and an
9632     // integer of the same size is safe even if we do not have a body.
9633     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
9634       ((isa<PointerType>(ParamTy) || ParamTy == TD->getIntPtrType()) &&
9635        (isa<PointerType>(ActTy) || ActTy == TD->getIntPtrType()));
9636     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
9637   }
9638
9639   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
9640       Callee->isDeclaration())
9641     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body.
9642
9643   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
9644       !CallerPAL.isEmpty())
9645     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
9646     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
9647     // that are compatible with being a vararg call argument.
9648     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
9649       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
9650         break;
9651       Attributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
9652       if (PAttrs & Attribute::VarArgsIncompatible)
9653         return false;
9654     }
9655
9656   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
9657   // inserting cast instructions as necessary...
9658   std::vector<Value*> Args;
9659   Args.reserve(NumActualArgs);
9660   SmallVector<AttributeWithIndex, 8> attrVec;
9661   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
9662
9663   // Get any return attributes.
9664   Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
9665
9666   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
9667   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
9668   RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NewRetTy);
9669
9670   // Add the new return attributes.
9671   if (RAttrs)
9672     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
9673
9674   AI = CS.arg_begin();
9675   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
9676     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
9677     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
9678       Args.push_back(*AI);
9679     } else {
9680       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
9681           false, ParamTy, false);
9682       CastInst *NewCast = CastInst::Create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
9683       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
9684     }
9685
9686     // Add any parameter attributes.
9687     if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
9688       attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
9689   }
9690
9691   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
9692   // now...
9693   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
9694     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
9695
9696   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
9697   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
9698     if (!FT->isVarArg()) {
9699       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
9700            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
9701     } else {
9702       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
9703       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
9704         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
9705         if (PTy != (*AI)->getType()) {
9706           // Must promote to pass through va_arg area!
9707           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
9708                                                                 PTy, false);
9709           Instruction *Cast = CastInst::Create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
9710           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
9711           Args.push_back(Cast);
9712         } else {
9713           Args.push_back(*AI);
9714         }
9715
9716         // Add any parameter attributes.
9717         if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
9718           attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
9719       }
9720     }
9721   }
9722
9723   if (Attributes FnAttrs =  CallerPAL.getFnAttributes())
9724     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
9725
9726   if (NewRetTy == Type::VoidTy)
9727     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
9728
9729   const AttrListPtr &NewCallerPAL = AttrListPtr::get(attrVec.begin(),attrVec.end());
9730
9731   Instruction *NC;
9732   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9733     NC = InvokeInst::Create(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9734                             Args.begin(), Args.end(),
9735                             Caller->getName(), Caller);
9736     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
9737     cast<InvokeInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
9738   } else {
9739     NC = CallInst::Create(Callee, Args.begin(), Args.end(),
9740                           Caller->getName(), Caller);
9741     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
9742     if (CI->isTailCall())
9743       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
9744     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
9745     cast<CallInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
9746   }
9747
9748   // Insert a cast of the return type as necessary.
9749   Value *NV = NC;
9750   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
9751     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
9752       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
9753                                                             OldRetTy, false);
9754       NV = NC = CastInst::Create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
9755
9756       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
9757       // non-phi, instruction in the normal successor block.
9758       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9759         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstNonPHI();
9760         InsertNewInstBefore(NC, *I);
9761       } else {
9762         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
9763         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
9764       }
9765       AddUsersToWorkList(*Caller);
9766     } else {
9767       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
9768     }
9769   }
9770
9771   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
9772     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
9773   Caller->eraseFromParent();
9774   RemoveFromWorkList(Caller);
9775   return true;
9776 }
9777
9778 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
9779 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
9780 //
9781 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
9782   Value *Callee = CS.getCalledValue();
9783   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
9784   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
9785   const AttrListPtr &Attrs = CS.getAttributes();
9786
9787   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
9788   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
9789   if (Attrs.hasAttrSomewhere(Attribute::Nest))
9790     return 0;
9791
9792   IntrinsicInst *Tramp =
9793     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
9794
9795   Function *NestF = cast<Function>(Tramp->getOperand(2)->stripPointerCasts());
9796   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
9797   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
9798
9799   const AttrListPtr &NestAttrs = NestF->getAttributes();
9800   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
9801     unsigned NestIdx = 1;
9802     const Type *NestTy = 0;
9803     Attributes NestAttr = Attribute::None;
9804
9805     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
9806     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
9807          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
9808       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, Attribute::Nest)) {
9809         // Record the parameter type and any other attributes.
9810         NestTy = *I;
9811         NestAttr = NestAttrs.getParamAttributes(NestIdx);
9812         break;
9813       }
9814
9815     if (NestTy) {
9816       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
9817       std::vector<Value*> NewArgs;
9818       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
9819
9820       SmallVector<AttributeWithIndex, 8> NewAttrs;
9821       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
9822
9823       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
9824       // mean appending it.  Likewise for attributes.
9825
9826       // Add any result attributes.
9827       if (Attributes Attr = Attrs.getRetAttributes())
9828         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(0, Attr));
9829
9830       {
9831         unsigned Idx = 1;
9832         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
9833         do {
9834           if (Idx == NestIdx) {
9835             // Add the chain argument and attributes.
9836             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
9837             if (NestVal->getType() != NestTy)
9838               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
9839             NewArgs.push_back(NestVal);
9840             NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
9841           }
9842
9843           if (I == E)
9844             break;
9845
9846           // Add the original argument and attributes.
9847           NewArgs.push_back(*I);
9848           if (Attributes Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx))
9849             NewAttrs.push_back
9850               (AttributeWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
9851
9852           ++Idx, ++I;
9853         } while (1);
9854       }
9855
9856       // Add any function attributes.
9857       if (Attributes Attr = Attrs.getFnAttributes())
9858         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, Attr));
9859
9860       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
9861       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
9862       // with the chain parameter inserted.
9863
9864       std::vector<const Type*> NewTypes;
9865       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
9866
9867       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
9868       // mean appending it.
9869       {
9870         unsigned Idx = 1;
9871         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
9872           E = FTy->param_end();
9873
9874         do {
9875           if (Idx == NestIdx)
9876             // Add the chain's type.
9877             NewTypes.push_back(NestTy);
9878
9879           if (I == E)
9880             break;
9881
9882           // Add the original type.
9883           NewTypes.push_back(*I);
9884
9885           ++Idx, ++I;
9886         } while (1);
9887       }
9888
9889       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
9890       // code sort out any function type mismatches.
9891       FunctionType *NewFTy =
9892         FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes, FTy->isVarArg());
9893       Constant *NewCallee = NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
9894         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PointerType::getUnqual(NewFTy));
9895       const AttrListPtr &NewPAL = AttrListPtr::get(NewAttrs.begin(),NewAttrs.end());
9896
9897       Instruction *NewCaller;
9898       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9899         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
9900                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9901                                        NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9902                                        Caller->getName(), Caller);
9903         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
9904         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
9905       } else {
9906         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9907                                      Caller->getName(), Caller);
9908         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
9909           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
9910         cast<CallInst>(NewCaller)->
9911           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
9912         cast<CallInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
9913       }
9914       if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
9915         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
9916       Caller->eraseFromParent();
9917       RemoveFromWorkList(Caller);
9918       return 0;
9919     }
9920   }
9921
9922   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
9923   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
9924   // code sort out any function type mismatches.
9925   Constant *NewCallee =
9926     NestF->getType() == PTy ? NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
9927   CS.setCalledFunction(NewCallee);
9928   return CS.getInstruction();
9929 }
9930
9931 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
9932 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
9933 /// and a single binop.
9934 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
9935   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
9936   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst));
9937   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
9938   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
9939   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
9940     
9941   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
9942   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
9943   
9944   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
9945   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
9946   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
9947     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
9948     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
9949         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
9950         // types or GEP's with different index types.
9951         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
9952         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
9953       return 0;
9954
9955     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
9956     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
9957       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
9958           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
9959         return 0;
9960     
9961     // Keep track of which operand needs a phi node.
9962     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
9963     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
9964   }
9965   
9966   // Otherwise, this is safe to transform!
9967   
9968   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
9969   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
9970   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
9971   if (LHSVal == 0) {
9972     NewLHS = PHINode::Create(LHSType,
9973                              FirstInst->getOperand(0)->getName() + ".pn");
9974     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
9975     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
9976     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
9977     LHSVal = NewLHS;
9978   }
9979   
9980   if (RHSVal == 0) {
9981     NewRHS = PHINode::Create(RHSType,
9982                              FirstInst->getOperand(1)->getName() + ".pn");
9983     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
9984     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
9985     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
9986     RHSVal = NewRHS;
9987   }
9988   
9989   // Add all operands to the new PHIs.
9990   if (NewLHS || NewRHS) {
9991     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
9992       Instruction *InInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
9993       if (NewLHS) {
9994         Value *NewInLHS = InInst->getOperand(0);
9995         NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
9996       }
9997       if (NewRHS) {
9998         Value *NewInRHS = InInst->getOperand(1);
9999         NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
10000       }
10001     }
10002   }
10003     
10004   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10005     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
10006   CmpInst *CIOp = cast<CmpInst>(FirstInst);
10007   return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), LHSVal,
10008                          RHSVal);
10009 }
10010
10011 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN) {
10012   GetElementPtrInst *FirstInst =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(0));
10013   
10014   SmallVector<Value*, 16> FixedOperands(FirstInst->op_begin(), 
10015                                         FirstInst->op_end());
10016   
10017   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
10018   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
10019   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10020     GetElementPtrInst *GEP= dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10021     if (!GEP || !GEP->hasOneUse() || GEP->getType() != FirstInst->getType() ||
10022       GEP->getNumOperands() != FirstInst->getNumOperands())
10023       return 0;
10024
10025     // Compare the operand lists.
10026     for (unsigned op = 0, e = FirstInst->getNumOperands(); op != e; ++op) {
10027       if (FirstInst->getOperand(op) == GEP->getOperand(op))
10028         continue;
10029       
10030       // Don't merge two GEPs when two operands differ (introducing phi nodes)
10031       // if one of the PHIs has a constant for the index.  The index may be
10032       // substantially cheaper to compute for the constants, so making it a
10033       // variable index could pessimize the path.  This also handles the case
10034       // for struct indices, which must always be constant.
10035       if (isa<ConstantInt>(FirstInst->getOperand(op)) ||
10036           isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(op)))
10037         return 0;
10038       
10039       if (FirstInst->getOperand(op)->getType() !=GEP->getOperand(op)->getType())
10040         return 0;
10041       FixedOperands[op] = 0;  // Needs a PHI.
10042     }
10043   }
10044   
10045   // Otherwise, this is safe to transform.  Insert PHI nodes for each operand
10046   // that is variable.
10047   SmallVector<PHINode*, 16> OperandPhis(FixedOperands.size());
10048   
10049   bool HasAnyPHIs = false;
10050   for (unsigned i = 0, e = FixedOperands.size(); i != e; ++i) {
10051     if (FixedOperands[i]) continue;  // operand doesn't need a phi.
10052     Value *FirstOp = FirstInst->getOperand(i);
10053     PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstOp->getType(),
10054                                      FirstOp->getName()+".pn");
10055     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10056     
10057     NewPN->reserveOperandSpace(e);
10058     NewPN->addIncoming(FirstOp, PN.getIncomingBlock(0));
10059     OperandPhis[i] = NewPN;
10060     FixedOperands[i] = NewPN;
10061     HasAnyPHIs = true;
10062   }
10063
10064   
10065   // Add all operands to the new PHIs.
10066   if (HasAnyPHIs) {
10067     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10068       GetElementPtrInst *InGEP =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10069       BasicBlock *InBB = PN.getIncomingBlock(i);
10070       
10071       for (unsigned op = 0, e = OperandPhis.size(); op != e; ++op)
10072         if (PHINode *OpPhi = OperandPhis[op])
10073           OpPhi->addIncoming(InGEP->getOperand(op), InBB);
10074     }
10075   }
10076   
10077   Value *Base = FixedOperands[0];
10078   return GetElementPtrInst::Create(Base, FixedOperands.begin()+1,
10079                                    FixedOperands.end());
10080 }
10081
10082
10083 /// isSafeToSinkLoad - Return true if we know that it is safe sink the load out
10084 /// of the block that defines it.  This means that it must be obvious the value
10085 /// of the load is not changed from the point of the load to the end of the
10086 /// block it is in.
10087 ///
10088 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
10089 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
10090 /// to a register.
10091 static bool isSafeToSinkLoad(LoadInst *L) {
10092   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
10093   
10094   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
10095     if (BBI->mayWriteToMemory())
10096       return false;
10097   
10098   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
10099   // profitable to do this xform.
10100   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
10101     bool isAddressTaken = false;
10102     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
10103          UI != E; ++UI) {
10104       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
10105       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
10106         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
10107         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
10108       }
10109       isAddressTaken = true;
10110       break;
10111     }
10112     
10113     if (!isAddressTaken)
10114       return false;
10115   }
10116   
10117   return true;
10118 }
10119
10120
10121 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
10122 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
10123 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
10124 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
10125   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
10126
10127   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
10128   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
10129   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
10130   // code size and simplifying code.
10131   Constant *ConstantOp = 0;
10132   const Type *CastSrcTy = 0;
10133   bool isVolatile = false;
10134   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
10135     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
10136   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
10137     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
10138     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
10139     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
10140     if (ConstantOp == 0)
10141       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
10142   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
10143     isVolatile = LI->isVolatile();
10144     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
10145     // load and the PHI.
10146     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
10147         !isSafeToSinkLoad(LI))
10148       return 0;
10149     
10150     // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10151     // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10152     // the path through the other successor.
10153     if (isVolatile &&
10154         LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10155       return 0;
10156     
10157   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
10158     return FoldPHIArgGEPIntoPHI(PN);
10159   } else {
10160     return 0;  // Cannot fold this operation.
10161   }
10162
10163   // Check to see if all arguments are the same operation.
10164   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10165     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
10166     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10167     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
10168       return 0;
10169     if (CastSrcTy) {
10170       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
10171         return 0;  // Cast operation must match.
10172     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
10173       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
10174       // the load and the PHI.
10175       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
10176           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
10177           !isSafeToSinkLoad(LI))
10178         return 0;
10179       
10180       // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10181       // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10182       // the path through the other successor.
10183       if (isVolatile &&
10184           LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10185         return 0;
10186
10187       
10188     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
10189       return 0;
10190     }
10191   }
10192
10193   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
10194   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
10195   PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
10196                                    PN.getName()+".in");
10197   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10198
10199   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
10200   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
10201
10202   // Add all operands to the new PHI.
10203   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10204     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
10205     if (NewInVal != InVal)
10206       InVal = 0;
10207     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
10208   }
10209
10210   Value *PhiVal;
10211   if (InVal) {
10212     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
10213     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
10214     PhiVal = InVal;
10215     delete NewPN;
10216   } else {
10217     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10218     PhiVal = NewPN;
10219   }
10220
10221   // Insert and return the new operation.
10222   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
10223     return CastInst::Create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
10224   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10225     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
10226   if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
10227     return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
10228                            PhiVal, ConstantOp);
10229   assert(isa<LoadInst>(FirstInst) && "Unknown operation");
10230   
10231   // If this was a volatile load that we are merging, make sure to loop through
10232   // and mark all the input loads as non-volatile.  If we don't do this, we will
10233   // insert a new volatile load and the old ones will not be deletable.
10234   if (isVolatile)
10235     for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
10236       cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(i))->setVolatile(false);
10237   
10238   return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
10239 }
10240
10241 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
10242 /// that is dead.
10243 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
10244                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
10245   if (PN->use_empty()) return true;
10246   if (!PN->hasOneUse()) return false;
10247
10248   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
10249   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
10250     return true;
10251   
10252   // Don't scan crazily complex things.
10253   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
10254     return false;
10255
10256   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
10257     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
10258
10259   return false;
10260 }
10261
10262 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
10263 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
10264 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10265 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
10266                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
10267   // See if we already saw this PHI node.
10268   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
10269     return true;
10270   
10271   // Don't scan crazily complex things.
10272   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
10273     return false;
10274  
10275   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
10276   // the value.
10277   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10278     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
10279     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
10280       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10281         return false;
10282     } else if (Op != NonPhiInVal)
10283       return false;
10284   }
10285   
10286   return true;
10287 }
10288
10289
10290 // PHINode simplification
10291 //
10292 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
10293   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
10294   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
10295   
10296   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
10297     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
10298
10299   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
10300   // reducing code size.
10301   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
10302       isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(1)) &&
10303       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0))->getOpcode() ==
10304       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(1))->getOpcode() &&
10305       // FIXME: The hasOneUse check will fail for PHIs that use the value more
10306       // than themselves more than once.
10307       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
10308     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
10309       return Result;
10310
10311   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
10312   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
10313   // PHI)... break the cycle.
10314   if (PN.hasOneUse()) {
10315     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
10316     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
10317       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
10318       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
10319       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
10320         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
10321     }
10322    
10323     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
10324     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
10325     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
10326     // common case here is good because the only other things that catch this
10327     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
10328     // late.
10329     if (PHIUser->hasOneUse() &&
10330         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
10331         PHIUser->use_back() == &PN) {
10332       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
10333     }
10334   }
10335
10336   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
10337   // same value, for example:
10338   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10339   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
10340   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
10341   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
10342   {
10343     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
10344     // Scan for the first non-phi operand.
10345     while (InValNo != NumOperandVals && 
10346            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
10347       ++InValNo;
10348
10349     if (InValNo != NumOperandVals) {
10350       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
10351       
10352       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
10353       // there is no need to recursively scan other phis.
10354       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
10355         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
10356         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
10357           break;
10358       }
10359       
10360       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
10361       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
10362       // the value.
10363       if (InValNo == NumOperandVals) {
10364         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
10365         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10366           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
10367       }
10368     }
10369   }
10370   return 0;
10371 }
10372
10373 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
10374                                    Instruction *InsertPoint,
10375                                    InstCombiner *IC) {
10376   unsigned PtrSize = DTy->getPrimitiveSizeInBits();
10377   unsigned VTySize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
10378   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
10379   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
10380   // used for address computation.
10381   Instruction::CastOps opcode = 
10382      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
10383       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
10384   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
10385 }
10386
10387
10388 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
10389   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
10390   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
10391   // If so, eliminate the noop.
10392   if (GEP.getNumOperands() == 1)
10393     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10394
10395   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
10396     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
10397
10398   bool HasZeroPointerIndex = false;
10399   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
10400     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
10401
10402   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
10403     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10404
10405   // Eliminate unneeded casts for indices.
10406   bool MadeChange = false;
10407   
10408   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
10409   for (User::op_iterator i = GEP.op_begin() + 1, e = GEP.op_end();
10410        i != e; ++i, ++GTI) {
10411     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
10412       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*i)) {
10413         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
10414             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
10415           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
10416           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
10417           // is a 32-bit pointer target.
10418           if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
10419             MadeChange = true;
10420             *i = CI->getOperand(0);
10421           }
10422         }
10423       }
10424       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
10425       // to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.
10426       // If the incoming value needs a cast instruction,
10427       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
10428       // obvious.
10429       Value *Op = *i;
10430       if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) > TD->getPointerSizeInBits()) {
10431         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10432           *i = ConstantExpr::getTrunc(C, TD->getIntPtrType());
10433           MadeChange = true;
10434         } else {
10435           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
10436                                 GEP);
10437           *i = Op;
10438           MadeChange = true;
10439         }
10440       } else if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) < TD->getPointerSizeInBits()) {
10441         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10442           *i = ConstantExpr::getSExt(C, TD->getIntPtrType());
10443           MadeChange = true;
10444         } else {
10445           Op = InsertCastBefore(Instruction::SExt, Op, TD->getIntPtrType(),
10446                                 GEP);
10447           *i = Op;
10448           MadeChange = true;
10449         }
10450       }
10451     }
10452   }
10453   if (MadeChange) return &GEP;
10454
10455   // If this GEP instruction doesn't move the pointer, and if the input operand
10456   // is a bitcast of another pointer, just replace the GEP with a bitcast of the
10457   // real input to the dest type.
10458   if (GEP.hasAllZeroIndices()) {
10459     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(GEP.getOperand(0))) {
10460       // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
10461       // converted to match the type of the cast, don't touch this.
10462       if (isa<AllocationInst>(BCI->getOperand(0))) {
10463         // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
10464         if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
10465           if (I != BCI) {
10466             I->takeName(BCI);
10467             BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
10468             ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
10469           }
10470           return &GEP;
10471         }
10472       }
10473       return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
10474     }
10475   }
10476   
10477   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
10478   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
10479   // getelementptr instructions into a single instruction.
10480   //
10481   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
10482   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
10483     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
10484
10485   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
10486     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
10487     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
10488     // avoids us creating a TON of code in some cases.
10489     //
10490     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
10491         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
10492       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
10493
10494     SmallVector<Value*, 8> Indices;
10495
10496     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
10497     bool EndsWithSequential = false;
10498     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
10499            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
10500       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
10501
10502     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
10503     if (EndsWithSequential) {
10504       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
10505       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
10506       //
10507       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
10508       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
10509         Sum = GO1;
10510       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
10511         Sum = SO1;
10512       } else {
10513         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
10514         // target's pointer size.
10515         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
10516           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
10517             SO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
10518           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
10519             GO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
10520           } else {
10521             unsigned PS = TD->getPointerSizeInBits();
10522             if (TD->getTypeSizeInBits(SO1->getType()) == PS) {
10523               // Convert GO1 to SO1's type.
10524               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
10525
10526             } else if (TD->getTypeSizeInBits(GO1->getType()) == PS) {
10527               // Convert SO1 to GO1's type.
10528               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
10529             } else {
10530               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
10531               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
10532               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
10533             }
10534           }
10535         }
10536         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
10537           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
10538         else {
10539           Sum = BinaryOperator::CreateAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
10540           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
10541         }
10542       }
10543
10544       // Recycle the GEP we already have if possible.
10545       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
10546         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
10547         GEP.setOperand(1, Sum);
10548         return &GEP;
10549       } else {
10550         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
10551                        SrcGEPOperands.end()-1);
10552         Indices.push_back(Sum);
10553         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
10554       }
10555     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
10556                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
10557                SrcGEPOperands.size() != 1) {
10558       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
10559       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
10560                      SrcGEPOperands.end());
10561       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
10562     }
10563
10564     if (!Indices.empty())
10565       return GetElementPtrInst::Create(SrcGEPOperands[0], Indices.begin(),
10566                                        Indices.end(), GEP.getName());
10567
10568   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
10569     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
10570     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
10571
10572     // Scan for nonconstants...
10573     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
10574     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
10575     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
10576       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
10577
10578     if (I == E) {  // If they are all constants...
10579       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV,
10580                                                     &Indices[0],Indices.size());
10581
10582       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
10583       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
10584     }
10585   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
10586     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
10587       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
10588     } else if (HasZeroPointerIndex) {
10589       // transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
10590       // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
10591       //
10592       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
10593       //
10594       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
10595       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
10596       if (const ArrayType *XATy =
10597           dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
10598         if (const ArrayType *CATy =
10599             dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
10600           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
10601             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
10602             // to an array of the same type as the destination pointer
10603             // array.  Because the array type is never stepped over (there
10604             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
10605             GEP.setOperand(0, X);
10606             return &GEP;
10607           }
10608     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
10609       // Transform things like:
10610       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
10611       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
10612       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
10613       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
10614       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
10615           TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
10616           TD->getABITypeSize(ResElTy)) {
10617         Value *Idx[2];
10618         Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10619         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
10620         Value *V = InsertNewInstBefore(
10621                GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()), GEP);
10622         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
10623         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
10624       }
10625       
10626       // Transform things like:
10627       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
10628       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
10629       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
10630       
10631       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::Int8Ty) {
10632         uint64_t ArrayEltSize =
10633             TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
10634         
10635         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
10636         // allow either a mul, shift, or constant here.
10637         Value *NewIdx = 0;
10638         ConstantInt *Scale = 0;
10639         if (ArrayEltSize == 1) {
10640           NewIdx = GEP.getOperand(1);
10641           Scale = ConstantInt::get(NewIdx->getType(), 1);
10642         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
10643           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
10644           Scale = CI;
10645         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
10646           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
10647               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
10648             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
10649             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
10650             Scale = ConstantInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmtVal);
10651             NewIdx = Inst->getOperand(0);
10652           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
10653                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
10654             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
10655             NewIdx = Inst->getOperand(0);
10656           }
10657         }
10658         
10659         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
10660         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
10661         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
10662         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
10663         if (Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
10664             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
10665           Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
10666                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
10667           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
10668             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
10669                                                        false /*ZExt*/);
10670             Instruction *Sc = BinaryOperator::CreateMul(NewIdx, C, "idxscale");
10671             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
10672           }
10673
10674           // Insert the new GEP instruction.
10675           Value *Idx[2];
10676           Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10677           Idx[1] = NewIdx;
10678           Instruction *NewGEP =
10679             GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
10680           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
10681           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
10682           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
10683         }
10684       }
10685     }
10686   }
10687
10688   return 0;
10689 }
10690
10691 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
10692   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
10693   if (AI.isArrayAllocation()) {  // Check C != 1
10694     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
10695       const Type *NewTy = 
10696         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
10697       AllocationInst *New = 0;
10698
10699       // Create and insert the replacement instruction...
10700       if (isa<MallocInst>(AI))
10701         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
10702       else {
10703         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
10704         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
10705       }
10706
10707       InsertNewInstBefore(New, AI);
10708
10709       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
10710       // allocas if possible...
10711       //
10712       BasicBlock::iterator It = New;
10713       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
10714
10715       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
10716       // insert our getelementptr instruction...
10717       //
10718       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10719       Value *Idx[2];
10720       Idx[0] = NullIdx;
10721       Idx[1] = NullIdx;
10722       Value *V = GetElementPtrInst::Create(New, Idx, Idx + 2,
10723                                            New->getName()+".sub", It);
10724
10725       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
10726       // allocation.
10727       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
10728     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
10729       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
10730     }
10731   }
10732
10733   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
10734   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
10735   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
10736   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() &&
10737       TD->getABITypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
10738     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
10739
10740   return 0;
10741 }
10742
10743 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
10744   Value *Op = FI.getOperand(0);
10745
10746   // free undef -> unreachable.
10747   if (isa<UndefValue>(Op)) {
10748     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
10749     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
10750                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), &FI);
10751     return EraseInstFromFunction(FI);
10752   }
10753   
10754   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
10755   // when lots of inlining happens.
10756   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
10757     return EraseInstFromFunction(FI);
10758   
10759   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
10760   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
10761     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
10762     return &FI;
10763   }
10764   
10765   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
10766   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
10767     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
10768       AddToWorkList(GEPI);
10769       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
10770       return &FI;
10771     }
10772   }
10773   
10774   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
10775   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
10776     if (MI->hasOneUse()) {
10777       EraseInstFromFunction(FI);
10778       return EraseInstFromFunction(*MI);
10779     }
10780
10781   return 0;
10782 }
10783
10784
10785 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
10786 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
10787                                         const TargetData *TD) {
10788   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
10789   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
10790
10791   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CI)) {
10792     // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
10793     // directly if string length is small enough.
10794     std::string Str;
10795     if (GetConstantStringInfo(CE->getOperand(0), Str) && !Str.empty()) {
10796       unsigned len = Str.length();
10797       const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
10798       unsigned numBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
10799       // Replace LI with immediate integer store.
10800       if ((numBits >> 3) == len + 1) {
10801         APInt StrVal(numBits, 0);
10802         APInt SingleChar(numBits, 0);
10803         if (TD->isLittleEndian()) {
10804           for (signed i = len-1; i >= 0; i--) {
10805             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
10806             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10807           }
10808         } else {
10809           for (unsigned i = 0; i < len; i++) {
10810             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
10811             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10812           }
10813           // Append NULL at the end.
10814           SingleChar = 0;
10815           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10816         }
10817         Value *NL = ConstantInt::get(StrVal);
10818         return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, NL);
10819       }
10820     }
10821   }
10822
10823   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
10824   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
10825     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10826
10827     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
10828          isa<VectorType>(DestPTy)) {
10829       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
10830       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
10831       // constants.
10832       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
10833         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
10834           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
10835             Value *Idxs[2];
10836             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10837             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
10838             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
10839             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10840           }
10841
10842       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
10843             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
10844           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
10845           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
10846           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
10847           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
10848                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
10849
10850         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
10851         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
10852         // the result of the loaded value.
10853         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
10854                                                              CI->getName(),
10855                                                          LI.isVolatile()),LI);
10856         // Now cast the result of the load.
10857         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
10858       }
10859     }
10860   }
10861   return 0;
10862 }
10863
10864 /// isSafeToLoadUnconditionally - Return true if we know that executing a load
10865 /// from this value cannot trap.  If it is not obviously safe to load from the
10866 /// specified pointer, we do a quick local scan of the basic block containing
10867 /// ScanFrom, to determine if the address is already accessed.
10868 static bool isSafeToLoadUnconditionally(Value *V, Instruction *ScanFrom) {
10869   // If it is an alloca it is always safe to load from.
10870   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
10871
10872   // If it is a global variable it is mostly safe to load from.
10873   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
10874     // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
10875     return !isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage();
10876
10877   // Otherwise, be a little bit agressive by scanning the local block where we
10878   // want to check to see if the pointer is already being loaded or stored
10879   // from/to.  If so, the previous load or store would have already trapped,
10880   // so there is no harm doing an extra load (also, CSE will later eliminate
10881   // the load entirely).
10882   BasicBlock::iterator BBI = ScanFrom, E = ScanFrom->getParent()->begin();
10883
10884   while (BBI != E) {
10885     --BBI;
10886
10887     // If we see a free or a call (which might do a free) the pointer could be
10888     // marked invalid.
10889     if (isa<FreeInst>(BBI) || isa<CallInst>(BBI))
10890       return false;
10891     
10892     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
10893       if (LI->getOperand(0) == V) return true;
10894     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
10895       if (SI->getOperand(1) == V) return true;
10896     }
10897
10898   }
10899   return false;
10900 }
10901
10902 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
10903   Value *Op = LI.getOperand(0);
10904
10905   // Attempt to improve the alignment.
10906   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Op);
10907   if (KnownAlign >
10908       (LI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(LI.getType()) :
10909                                 LI.getAlignment()))
10910     LI.setAlignment(KnownAlign);
10911
10912   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
10913   if (isa<CastInst>(Op))
10914     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
10915       return Res;
10916
10917   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
10918   if (LI.isVolatile()) return 0;
10919   
10920   // Do really simple store-to-load forwarding and load CSE, to catch cases
10921   // where there are several consequtive memory accesses to the same location,
10922   // separated by a few arithmetic operations.
10923   BasicBlock::iterator BBI = &LI;
10924   if (Value *AvailableVal = FindAvailableLoadedValue(Op, LI.getParent(), BBI,6))
10925     return ReplaceInstUsesWith(LI, AvailableVal);
10926
10927   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
10928     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
10929     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10930     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) &&
10931         cast<PointerType>(GEPI0->getType())->getAddressSpace() == 0) {
10932       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
10933       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
10934       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
10935       // CFG.
10936       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10937                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10938       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10939     }
10940   } 
10941
10942   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10943     // load null/undef -> undef
10944     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10945     if (isa<UndefValue>(C) || (C->isNullValue() && 
10946         cast<PointerType>(Op->getType())->getAddressSpace() == 0)) {
10947       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
10948       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
10949       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
10950       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10951                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10952       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10953     }
10954
10955     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
10956     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
10957       if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
10958         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
10959
10960     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
10961     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op)) {
10962       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
10963         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
10964           if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
10965             if (Constant *V = 
10966                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
10967               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
10968         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
10969           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
10970           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
10971           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
10972           // CFG.
10973           new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10974                         Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10975           return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10976         }
10977
10978       } else if (CE->isCast()) {
10979         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
10980           return Res;
10981       }
10982     }
10983   }
10984     
10985   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
10986   // is all undef or zero, we know what it loads.
10987   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op->getUnderlyingObject())){
10988     if (GV->isConstant() && GV->hasInitializer()) {
10989       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
10990         return ReplaceInstUsesWith(LI, Constant::getNullValue(LI.getType()));
10991       else if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
10992         return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10993     }
10994   }
10995
10996   if (Op->hasOneUse()) {
10997     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
10998     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
10999     // exposes redundancy in the code.
11000     //
11001     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
11002     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
11003     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
11004     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
11005     // unconditionally.
11006     //
11007     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
11008       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
11009       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
11010           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
11011         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
11012                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
11013         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
11014                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
11015         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), V1, V2);
11016       }
11017
11018       // load (select (cond, null, P)) -> load P
11019       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
11020         if (C->isNullValue()) {
11021           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
11022           return &LI;
11023         }
11024
11025       // load (select (cond, P, null)) -> load P
11026       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
11027         if (C->isNullValue()) {
11028           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
11029           return &LI;
11030         }
11031     }
11032   }
11033   return 0;
11034 }
11035
11036 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
11037 /// when possible.
11038 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
11039   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
11040   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
11041
11042   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
11043   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
11044     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11045
11046     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
11047       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
11048       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
11049       // constants.
11050       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
11051         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
11052           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
11053             Value* Idxs[2];
11054             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
11055             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
11056             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
11057             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11058           }
11059
11060       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
11061           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
11062                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
11063
11064         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
11065         // the same size.  Instead of casting the pointer before 
11066         // the store, cast the value to be stored.
11067         Value *NewCast;
11068         Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
11069         Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
11070         const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
11071         const Type* CastDstTy = SrcPTy;
11072         if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
11073           if (CastSrcTy->isInteger())
11074             opcode = Instruction::IntToPtr;
11075         } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
11076           if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
11077             opcode = Instruction::PtrToInt;
11078         }
11079         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
11080           NewCast = ConstantExpr::getCast(opcode, C, CastDstTy);
11081         else
11082           NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
11083             CastInst::Create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
11084             SI);
11085         return new StoreInst(NewCast, CastOp);
11086       }
11087     }
11088   }
11089   return 0;
11090 }
11091
11092 /// equivalentAddressValues - Test if A and B will obviously have the same
11093 /// value. This includes recognizing that %t0 and %t1 will have the same
11094 /// value in code like this:
11095 ///   %t0 = getelementptr @a, 0, 3
11096 ///   store i32 0, i32* %t0
11097 ///   %t1 = getelementptr @a, 0, 3
11098 ///   %t2 = load i32* %t1
11099 ///
11100 static bool equivalentAddressValues(Value *A, Value *B) {
11101   // Test if the values are trivially equivalent.
11102   if (A == B) return true;
11103   
11104   // Test if the values come form identical arithmetic instructions.
11105   if (isa<BinaryOperator>(A) ||
11106       isa<CastInst>(A) ||
11107       isa<PHINode>(A) ||
11108       isa<GetElementPtrInst>(A))
11109     if (Instruction *BI = dyn_cast<Instruction>(B))
11110       if (cast<Instruction>(A)->isIdenticalTo(BI))
11111         return true;
11112   
11113   // Otherwise they may not be equivalent.
11114   return false;
11115 }
11116
11117 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
11118   Value *Val = SI.getOperand(0);
11119   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
11120
11121   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
11122     EraseInstFromFunction(SI);
11123     ++NumCombined;
11124     return 0;
11125   }
11126   
11127   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
11128   // alloca dead.
11129   if (Ptr->hasOneUse() && !SI.isVolatile()) {
11130     if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
11131       EraseInstFromFunction(SI);
11132       ++NumCombined;
11133       return 0;
11134     }
11135     
11136     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
11137       if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) &&
11138           GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
11139         EraseInstFromFunction(SI);
11140         ++NumCombined;
11141         return 0;
11142       }
11143   }
11144
11145   // Attempt to improve the alignment.
11146   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr);
11147   if (KnownAlign >
11148       (SI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(Val->getType()) :
11149                                 SI.getAlignment()))
11150     SI.setAlignment(KnownAlign);
11151
11152   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consequtive
11153   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
11154   // situation often occurs with bitfield accesses.
11155   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
11156   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
11157        --ScanInsts) {
11158     --BBI;
11159     
11160     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
11161       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
11162       if (!PrevSI->isVolatile() &&equivalentAddressValues(PrevSI->getOperand(1),
11163                                                           SI.getOperand(1))) {
11164         ++NumDeadStore;
11165         ++BBI;
11166         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
11167         continue;
11168       }
11169       break;
11170     }
11171     
11172     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
11173     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
11174     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
11175     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
11176       if (LI == Val && equivalentAddressValues(LI->getOperand(0), Ptr) &&
11177           !SI.isVolatile()) {
11178         EraseInstFromFunction(SI);
11179         ++NumCombined;
11180         return 0;
11181       }
11182       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
11183       // may not be dead.
11184       break;
11185     }
11186     
11187     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
11188     if (BBI->mayWriteToMemory() || BBI->mayReadFromMemory())
11189       break;
11190   }
11191   
11192   
11193   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
11194
11195   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
11196   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
11197     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
11198       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
11199       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
11200         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
11201       ++NumCombined;
11202     }
11203     return 0;  // Do not modify these!
11204   }
11205
11206   // store undef, Ptr -> noop
11207   if (isa<UndefValue>(Val)) {
11208     EraseInstFromFunction(SI);
11209     ++NumCombined;
11210     return 0;
11211   }
11212
11213   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
11214   // source instead.
11215   if (isa<CastInst>(Ptr))
11216     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11217       return Res;
11218   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
11219     if (CE->isCast())
11220       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11221         return Res;
11222
11223   
11224   // If this store is the last instruction in the basic block, and if the block
11225   // ends with an unconditional branch, try to move it to the successor block.
11226   BBI = &SI; ++BBI;
11227   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
11228     if (BI->isUnconditional())
11229       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
11230         return 0;  // xform done!
11231   
11232   return 0;
11233 }
11234
11235 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
11236 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
11237 /// into a phi node with a store in the successor.
11238 ///
11239 /// Simplify things like:
11240 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
11241 /// into a phi node with a store in the successor.
11242 ///
11243 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
11244   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
11245   
11246   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
11247   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
11248   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
11249   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
11250   
11251   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
11252   // the other predecessor.
11253   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
11254   BasicBlock *OtherBB = 0;
11255   if (*PI != StoreBB)
11256     OtherBB = *PI;
11257   ++PI;
11258   if (PI == pred_end(DestBB))
11259     return false;
11260   
11261   if (*PI != StoreBB) {
11262     if (OtherBB)
11263       return false;
11264     OtherBB = *PI;
11265   }
11266   if (++PI != pred_end(DestBB))
11267     return false;
11268
11269   // Bail out if all the relevant blocks aren't distinct (this can happen,
11270   // for example, if SI is in an infinite loop)
11271   if (StoreBB == DestBB || OtherBB == DestBB)
11272     return false;
11273
11274   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
11275   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
11276   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
11277   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
11278     return false;
11279   
11280   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
11281   // else' case.  there is an instruction before the branch.
11282   StoreInst *OtherStore = 0;
11283   if (OtherBr->isUnconditional()) {
11284     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
11285     --BBI;
11286     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
11287     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
11288       return false;
11289   } else {
11290     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
11291     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
11292     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
11293         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
11294       return false;
11295     
11296     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
11297     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
11298     // lives in OtherBB.
11299     for (;; --BBI) {
11300       // Check to see if we find the matching store.
11301       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
11302         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
11303           return false;
11304         break;
11305       }
11306       // If we find something that may be using or overwriting the stored
11307       // value, or if we run out of instructions, we can't do the xform.
11308       if (BBI->mayReadFromMemory() || BBI->mayWriteToMemory() ||
11309           BBI == OtherBB->begin())
11310         return false;
11311     }
11312     
11313     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
11314     // make sure nothing reads or overwrites the stored value in
11315     // StoreBB.
11316     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
11317       // FIXME: This should really be AA driven.
11318       if (I->mayReadFromMemory() || I->mayWriteToMemory())
11319         return false;
11320     }
11321   }
11322   
11323   // Insert a PHI node now if we need it.
11324   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
11325   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
11326     PHINode *PN = PHINode::Create(MergedVal->getType(), "storemerge");
11327     PN->reserveOperandSpace(2);
11328     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
11329     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
11330     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
11331   }
11332   
11333   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
11334   // insert it.
11335   BBI = DestBB->getFirstNonPHI();
11336   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
11337                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
11338   
11339   // Nuke the old stores.
11340   EraseInstFromFunction(SI);
11341   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
11342   ++NumCombined;
11343   return true;
11344 }
11345
11346
11347 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
11348   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
11349   Value *X = 0;
11350   BasicBlock *TrueDest;
11351   BasicBlock *FalseDest;
11352   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
11353       !isa<Constant>(X)) {
11354     // Swap Destinations and condition...
11355     BI.setCondition(X);
11356     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11357     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11358     return &BI;
11359   }
11360
11361   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
11362   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
11363   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
11364                              TrueDest, FalseDest)))
11365     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
11366          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
11367       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
11368       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
11369       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
11370       NewSCC->takeName(I);
11371       // Swap Destinations and condition...
11372       BI.setCondition(NewSCC);
11373       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11374       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11375       RemoveFromWorkList(I);
11376       I->eraseFromParent();
11377       AddToWorkList(NewSCC);
11378       return &BI;
11379     }
11380
11381   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
11382   ICmpInst::Predicate IPred;
11383   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
11384                       TrueDest, FalseDest)))
11385     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
11386          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
11387          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
11388       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
11389       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
11390       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
11391       NewSCC->takeName(I);
11392       // Swap Destinations and condition...
11393       BI.setCondition(NewSCC);
11394       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11395       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11396       RemoveFromWorkList(I);
11397       I->eraseFromParent();;
11398       AddToWorkList(NewSCC);
11399       return &BI;
11400     }
11401
11402   return 0;
11403 }
11404
11405 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
11406   Value *Cond = SI.getCondition();
11407   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
11408     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
11409       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
11410         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
11411         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
11412           SI.setOperand(i,ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
11413                                                 AddRHS));
11414         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
11415         AddToWorkList(I);
11416         return &SI;
11417       }
11418   }
11419   return 0;
11420 }
11421
11422 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
11423   Value *Agg = EV.getAggregateOperand();
11424
11425   if (!EV.hasIndices())
11426     return ReplaceInstUsesWith(EV, Agg);
11427
11428   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Agg)) {
11429     if (isa<UndefValue>(C))
11430       return ReplaceInstUsesWith(EV, UndefValue::get(EV.getType()));
11431       
11432     if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
11433       return ReplaceInstUsesWith(EV, Constant::getNullValue(EV.getType()));
11434
11435     if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantStruct>(C)) {
11436       // Extract the element indexed by the first index out of the constant
11437       Value *V = C->getOperand(*EV.idx_begin());
11438       if (EV.getNumIndices() > 1)
11439         // Extract the remaining indices out of the constant indexed by the
11440         // first index
11441         return ExtractValueInst::Create(V, EV.idx_begin() + 1, EV.idx_end());
11442       else
11443         return ReplaceInstUsesWith(EV, V);
11444     }
11445     return 0; // Can't handle other constants
11446   } 
11447   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
11448     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
11449     const unsigned *exti, *exte, *insi, *inse;
11450     for (exti = EV.idx_begin(), insi = IV->idx_begin(),
11451          exte = EV.idx_end(), inse = IV->idx_end();
11452          exti != exte && insi != inse;
11453          ++exti, ++insi) {
11454       if (*insi != *exti)
11455         // The insert and extract both reference distinctly different elements.
11456         // This means the extract is not influenced by the insert, and we can
11457         // replace the aggregate operand of the extract with the aggregate
11458         // operand of the insert. i.e., replace
11459         // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
11460         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 0
11461         // with
11462         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 0
11463         return ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
11464                                         EV.idx_begin(), EV.idx_end());
11465     }
11466     if (exti == exte && insi == inse)
11467       // Both iterators are at the end: Index lists are identical. Replace
11468       // %B = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
11469       // %C = extractvalue { i32, { i32 } } %B, 1, 0
11470       // with "i32 42"
11471       return ReplaceInstUsesWith(EV, IV->getInsertedValueOperand());
11472     if (exti == exte) {
11473       // The extract list is a prefix of the insert list. i.e. replace
11474       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
11475       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1
11476       // with
11477       // %X = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 1
11478       // %E = insertvalue { i32 } %X, i32 42, 0
11479       // by switching the order of the insert and extract (though the
11480       // insertvalue should be left in, since it may have other uses).
11481       Value *NewEV = InsertNewInstBefore(
11482         ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
11483                                  EV.idx_begin(), EV.idx_end()),
11484         EV);
11485       return InsertValueInst::Create(NewEV, IV->getInsertedValueOperand(),
11486                                      insi, inse);
11487     }
11488     if (insi == inse)
11489       // The insert list is a prefix of the extract list
11490       // We can simply remove the common indices from the extract and make it
11491       // operate on the inserted value instead of the insertvalue result.
11492       // i.e., replace
11493       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
11494       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1, 0
11495       // with
11496       // %E extractvalue { i32 } { i32 42 }, 0
11497       return ExtractValueInst::Create(IV->getInsertedValueOperand(), 
11498                                       exti, exte);
11499   }
11500   // Can't simplify extracts from other values. Note that nested extracts are
11501   // already simplified implicitely by the above (extract ( extract (insert) )
11502   // will be translated into extract ( insert ( extract ) ) first and then just
11503   // the value inserted, if appropriate).
11504   return 0;
11505 }
11506
11507 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
11508 /// is to leave as a vector operation.
11509 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
11510   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
11511     return true;
11512   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
11513     if (isConstant) return true;
11514     // If all elts are the same, we can extract.
11515     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
11516     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
11517       if (C->getOperand(i) != Op0)
11518         return false;
11519     return true;
11520   }
11521   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
11522   if (!I) return false;
11523   
11524   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
11525   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
11526   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
11527       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
11528     return true;
11529   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
11530     return true;
11531   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
11532     if (BO->hasOneUse() &&
11533         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
11534          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
11535       return true;
11536   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
11537     if (CI->hasOneUse() &&
11538         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
11539          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
11540       return true;
11541   
11542   return false;
11543 }
11544
11545 /// Read and decode a shufflevector mask.
11546 ///
11547 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
11548 /// elements in the input.
11549 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
11550   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
11551   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
11552     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
11553   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
11554     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
11555
11556   std::vector<unsigned> Result;
11557   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
11558   for (User::const_op_iterator i = CP->op_begin(), e = CP->op_end(); i!=e; ++i)
11559     if (isa<UndefValue>(*i))
11560       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
11561     else
11562       Result.push_back(cast<ConstantInt>(*i)->getZExtValue());
11563   return Result;
11564 }
11565
11566 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
11567 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
11568 /// extracted from the vector.
11569 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
11570   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
11571   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
11572   unsigned Width = PTy->getNumElements();
11573   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
11574     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11575   
11576   if (isa<UndefValue>(V))
11577     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11578   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
11579     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
11580   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
11581     return CP->getOperand(EltNo);
11582   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11583     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
11584     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
11585       return 0;
11586     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
11587     
11588     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
11589     // inserted value.
11590     if (EltNo == IIElt) 
11591       return III->getOperand(1);
11592     
11593     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
11594     // vector input.
11595     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
11596   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
11597     unsigned LHSWidth =
11598       cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11599     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
11600     if (InEl < LHSWidth)
11601       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
11602     else if (InEl < LHSWidth*2)
11603       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - LHSWidth);
11604     else
11605       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11606   }
11607   
11608   // Otherwise, we don't know.
11609   return 0;
11610 }
11611
11612 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
11613   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
11614   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
11615     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11616
11617   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
11618   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
11619     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
11620   
11621   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
11622     // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
11623     // that element. When the elements are not identical, we cannot replace yet
11624     // (we do that below, but only when the index is constant).
11625     Constant *op0 = C->getOperand(0);
11626     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
11627       if (C->getOperand(i) != op0) {
11628         op0 = 0; 
11629         break;
11630       }
11631     if (op0)
11632       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
11633   }
11634   
11635   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
11636   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
11637   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
11638     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
11639     unsigned VectorWidth = 
11640       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11641       
11642     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
11643     // crashing the code below.
11644     if (IndexVal >= VectorWidth)
11645       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11646     
11647     // This instruction only demands the single element from the input vector.
11648     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
11649     // property.
11650     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
11651       uint64_t UndefElts;
11652       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
11653                                                 1 << IndexVal,
11654                                                 UndefElts)) {
11655         EI.setOperand(0, V);
11656         return &EI;
11657       }
11658     }
11659     
11660     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
11661       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
11662     
11663     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
11664     // the same number of elements, see if we can find the source element from
11665     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
11666     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
11667       if (const VectorType *VT = 
11668               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
11669         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
11670           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
11671             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
11672     }
11673   }
11674   
11675   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
11676     if (I->hasOneUse()) {
11677       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
11678       // profitable to do so
11679       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
11680         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
11681         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
11682           ExtractElementInst *newEI0 = 
11683             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
11684                                    EI.getName()+".lhs");
11685           ExtractElementInst *newEI1 =
11686             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
11687                                    EI.getName()+".rhs");
11688           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
11689           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
11690           return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
11691         }
11692       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
11693         unsigned AS = 
11694           cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
11695         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(I->getOperand(0),
11696                                          PointerType::get(EI.getType(), AS),EI);
11697         GetElementPtrInst *GEP =
11698           GetElementPtrInst::Create(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName()+".gep");
11699         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
11700         return new LoadInst(GEP);
11701       }
11702     }
11703     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
11704       // Extracting the inserted element?
11705       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
11706         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
11707       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
11708       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
11709       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
11710           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
11711         AddUsesToWorkList(EI);
11712         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
11713         return &EI;
11714       }
11715     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
11716       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
11717       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
11718       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
11719         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
11720         Value *Src;
11721         unsigned LHSWidth =
11722           cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11723
11724         if (SrcIdx < LHSWidth)
11725           Src = SVI->getOperand(0);
11726         else if (SrcIdx < LHSWidth*2) {
11727           SrcIdx -= LHSWidth;
11728           Src = SVI->getOperand(1);
11729         } else {
11730           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11731         }
11732         return new ExtractElementInst(Src, SrcIdx);
11733       }
11734     }
11735   }
11736   return 0;
11737 }
11738
11739 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
11740 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
11741 /// Otherwise, return false.
11742 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
11743                                          std::vector<Constant*> &Mask) {
11744   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
11745          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
11746   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
11747
11748   if (isa<UndefValue>(V)) {
11749     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11750     return true;
11751   } else if (V == LHS) {
11752     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11753       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
11754     return true;
11755   } else if (V == RHS) {
11756     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11757       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i+NumElts));
11758     return true;
11759   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11760     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
11761     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
11762     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
11763     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
11764     
11765     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
11766       return false;
11767     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11768     
11769     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
11770       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
11771       // transitively ok.
11772       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
11773         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
11774         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::Int32Ty);
11775         return true;
11776       }      
11777     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
11778       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
11779           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
11780         unsigned ExtractedIdx =
11781           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11782         
11783         // This must be extracting from either LHS or RHS.
11784         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
11785           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
11786           // transitively ok.
11787           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
11788             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
11789             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
11790               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11791                  ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
11792             } else {
11793               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
11794               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11795                 ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
11796               
11797             }
11798             return true;
11799           }
11800         }
11801       }
11802     }
11803   }
11804   // TODO: Handle shufflevector here!
11805   
11806   return false;
11807 }
11808
11809 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
11810 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
11811 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
11812 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
11813                                      Value *&RHS) {
11814   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
11815          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
11816          "Invalid shuffle!");
11817   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
11818
11819   if (isa<UndefValue>(V)) {
11820     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11821     return V;
11822   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
11823     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0));
11824     return V;
11825   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11826     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
11827     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
11828     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
11829     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
11830     
11831     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
11832       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
11833           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
11834         unsigned ExtractedIdx =
11835           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11836         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11837         
11838         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
11839         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
11840         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
11841           RHS = EI->getOperand(0);
11842           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
11843           Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11844             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
11845           return V;
11846         }
11847         
11848         if (VecOp == RHS) {
11849           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
11850           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
11851           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
11852             if (i != InsertedIdx)
11853               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+i);
11854           }
11855           return V;
11856         }
11857         
11858         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
11859         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
11860         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
11861           return EI->getOperand(0);
11862         
11863       }
11864     }
11865   }
11866   // TODO: Handle shufflevector here!
11867   
11868   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
11869   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11870     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
11871   return V;
11872 }
11873
11874 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
11875   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
11876   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
11877   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
11878   
11879   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
11880   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
11881     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
11882   
11883   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
11884   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
11885   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
11886     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
11887         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
11888       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
11889       unsigned ExtractedIdx =
11890         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11891       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11892       
11893       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
11894         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
11895       
11896       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
11897         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
11898       
11899       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
11900       // back into the same place, just use the input vector.
11901       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
11902         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
11903       
11904       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
11905       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
11906       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
11907       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
11908       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
11909         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
11910         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
11911         // Build a new shuffle mask.
11912         std::vector<Constant*> Mask;
11913         if (isa<UndefValue>(VecOp))
11914           Mask.assign(NumVectorElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11915         else {
11916           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
11917           Mask.assign(NumVectorElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
11918                                                        NumVectorElts));
11919         } 
11920         Mask[InsertedIdx] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
11921         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
11922                                      ConstantVector::get(Mask));
11923       }
11924       
11925       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
11926       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
11927       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
11928         std::vector<Constant*> Mask;
11929         Value *RHS = 0;
11930         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
11931         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
11932         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
11933         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
11934       }
11935     }
11936   }
11937
11938   return 0;
11939 }
11940
11941
11942 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
11943   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
11944   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
11945   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
11946
11947   bool MadeChange = false;
11948
11949   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
11950   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
11951     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
11952
11953   uint64_t UndefElts;
11954   unsigned VWidth = cast<VectorType>(SVI.getType())->getNumElements();
11955
11956   if (VWidth != cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements())
11957     return 0;
11958
11959   uint64_t AllOnesEltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
11960   if (VWidth <= 64 &&
11961       SimplifyDemandedVectorElts(&SVI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
11962     LHS = SVI.getOperand(0);
11963     RHS = SVI.getOperand(1);
11964     MadeChange = true;
11965   }
11966   
11967   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
11968   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
11969   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
11970     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
11971       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
11972       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
11973     }
11974     
11975     // Remap any references to RHS to use LHS.
11976     std::vector<Constant*> Elts;
11977     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
11978       if (Mask[i] >= 2*e)
11979         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11980       else {
11981         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
11982             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS))) {
11983           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
11984           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11985         } else {
11986           Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
11987           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
11988         }
11989       }
11990     }
11991     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
11992     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
11993     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
11994     LHS = SVI.getOperand(0);
11995     RHS = SVI.getOperand(1);
11996     MadeChange = true;
11997   }
11998   
11999   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
12000   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
12001     
12002   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
12003     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
12004     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
12005     isLHSID &= (Mask[i] == i);
12006       
12007     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
12008     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
12009   }
12010
12011   // Eliminate identity shuffles.
12012   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
12013   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
12014   
12015   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
12016   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
12017   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
12018   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
12019   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
12020   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
12021   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
12022   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
12023   // (splat(splat)) -> splat.
12024   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
12025     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
12026       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
12027
12028       std::vector<unsigned> NewMask;
12029       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
12030         if (Mask[i] >= 2*e)
12031           NewMask.push_back(2*e);
12032         else
12033           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
12034       
12035       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
12036       // the replacement.
12037       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
12038         std::vector<Constant*> Elts;
12039         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
12040           if (NewMask[i] >= e*2) {
12041             Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
12042           } else {
12043             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
12044           }
12045         }
12046         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
12047                                      LHSSVI->getOperand(1),
12048                                      ConstantVector::get(Elts));
12049       }
12050     }
12051   }
12052
12053   return MadeChange ? &SVI : 0;
12054 }
12055
12056
12057
12058
12059 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
12060 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
12061 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
12062 /// end of its block.
12063 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
12064   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
12065
12066   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
12067   if (isa<PHINode>(I) || I->mayWriteToMemory() || isa<TerminatorInst>(I))
12068     return false;
12069
12070   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
12071   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
12072         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
12073     return false;
12074
12075   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
12076   // the end of block that could change the value.
12077   if (I->mayReadFromMemory()) {
12078     for (BasicBlock::iterator Scan = I, E = I->getParent()->end();
12079          Scan != E; ++Scan)
12080       if (Scan->mayWriteToMemory())
12081         return false;
12082   }
12083
12084   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstNonPHI();
12085
12086   I->moveBefore(InsertPos);
12087   ++NumSunkInst;
12088   return true;
12089 }
12090
12091
12092 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
12093 /// all reachable code to the worklist.
12094 ///
12095 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
12096 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
12097 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
12098 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
12099 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
12100 ///
12101 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
12102                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
12103                                        InstCombiner &IC,
12104                                        const TargetData *TD) {
12105   SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
12106   Worklist.push_back(BB);
12107
12108   while (!Worklist.empty()) {
12109     BB = Worklist.back();
12110     Worklist.pop_back();
12111     
12112     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
12113     if (!Visited.insert(BB)) continue;
12114
12115     DbgInfoIntrinsic *DBI_Prev = NULL;
12116     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
12117       Instruction *Inst = BBI++;
12118       
12119       // DCE instruction if trivially dead.
12120       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
12121         ++NumDeadInst;
12122         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
12123         Inst->eraseFromParent();
12124         continue;
12125       }
12126       
12127       // ConstantProp instruction if trivially constant.
12128       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD)) {
12129         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
12130         Inst->replaceAllUsesWith(C);
12131         ++NumConstProp;
12132         Inst->eraseFromParent();
12133         continue;
12134       }
12135      
12136       // If there are two consecutive llvm.dbg.stoppoint calls then
12137       // it is likely that the optimizer deleted code in between these
12138       // two intrinsics. 
12139       DbgInfoIntrinsic *DBI_Next = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(Inst);
12140       if (DBI_Next) {
12141         if (DBI_Prev
12142             && DBI_Prev->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint
12143             && DBI_Next->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint) {
12144           IC.RemoveFromWorkList(DBI_Prev);
12145           DBI_Prev->eraseFromParent();
12146         }
12147         DBI_Prev = DBI_Next;
12148       }
12149
12150       IC.AddToWorkList(Inst);
12151     }
12152
12153     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
12154     // constant, only visit the reachable successor.
12155     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
12156     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
12157       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
12158         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
12159         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
12160         Worklist.push_back(ReachableBB);
12161         continue;
12162       }
12163     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
12164       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
12165         // See if this is an explicit destination.
12166         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12167           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
12168             BasicBlock *ReachableBB = SI->getSuccessor(i);
12169             Worklist.push_back(ReachableBB);
12170             continue;
12171           }
12172         
12173         // Otherwise it is the default destination.
12174         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
12175         continue;
12176       }
12177     }
12178     
12179     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12180       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
12181   }
12182 }
12183
12184 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
12185   bool Changed = false;
12186   TD = &getAnalysis<TargetData>();
12187   
12188   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
12189              << F.getNameStr() << "\n");
12190
12191   {
12192     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
12193     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
12194     // track of which blocks we visit.
12195     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
12196     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
12197
12198     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
12199     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
12200     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
12201     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
12202       if (!Visited.count(BB)) {
12203         Instruction *Term = BB->getTerminator();
12204         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
12205           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
12206
12207           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12208           ++NumDeadInst;
12209
12210           if (!I->use_empty())
12211             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
12212           I->eraseFromParent();
12213         }
12214       }
12215   }
12216
12217   while (!Worklist.empty()) {
12218     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
12219     if (I == 0) continue;  // skip null values.
12220
12221     // Check to see if we can DCE the instruction.
12222     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12223       // Add operands to the worklist.
12224       if (I->getNumOperands() < 4)
12225         AddUsesToWorkList(*I);
12226       ++NumDeadInst;
12227
12228       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12229
12230       I->eraseFromParent();
12231       RemoveFromWorkList(I);
12232       continue;
12233     }
12234
12235     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
12236     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD)) {
12237       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
12238
12239       // Add operands to the worklist.
12240       AddUsesToWorkList(*I);
12241       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
12242
12243       ++NumConstProp;
12244       I->eraseFromParent();
12245       RemoveFromWorkList(I);
12246       continue;
12247     }
12248
12249     if (TD && I->getType()->getTypeID() == Type::VoidTyID) {
12250       // See if we can constant fold its operands.
12251       for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i) {
12252         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(i)) {
12253           if (Constant *NewC = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD))
12254             i->set(NewC);
12255         }
12256       }
12257     }
12258
12259     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
12260     if (I->hasOneUse()) {
12261       BasicBlock *BB = I->getParent();
12262       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
12263       if (UserParent != BB) {
12264         bool UserIsSuccessor = false;
12265         // See if the user is one of our successors.
12266         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
12267           if (*SI == UserParent) {
12268             UserIsSuccessor = true;
12269             break;
12270           }
12271
12272         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
12273         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
12274         // otherwise), we can keep going.
12275         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
12276             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
12277           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
12278           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
12279       }
12280     }
12281
12282     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
12283 #ifndef NDEBUG
12284     std::string OrigI;
12285 #endif
12286     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
12287     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
12288       ++NumCombined;
12289       // Should we replace the old instruction with a new one?
12290       if (Result != I) {
12291         DOUT << "IC: Old = " << *I
12292              << "    New = " << *Result;
12293
12294         // Everything uses the new instruction now.
12295         I->replaceAllUsesWith(Result);
12296
12297         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
12298         AddToWorkList(Result);
12299         AddUsersToWorkList(*Result);
12300
12301         // Move the name to the new instruction first.
12302         Result->takeName(I);
12303
12304         // Insert the new instruction into the basic block...
12305         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
12306         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
12307
12308         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
12309           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
12310             ++InsertPos;
12311
12312         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
12313
12314         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
12315         // use counts.
12316         AddUsesToWorkList(*I);
12317
12318         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
12319         // we do not process an instruction that has been deleted.
12320         RemoveFromWorkList(I);
12321
12322         // Erase the old instruction.
12323         InstParent->getInstList().erase(I);
12324       } else {
12325 #ifndef NDEBUG
12326         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
12327              << "    New = " << *I;
12328 #endif
12329
12330         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
12331         // if so, remove it.
12332         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12333           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
12334           // use counts.
12335           AddUsesToWorkList(*I);
12336
12337           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
12338           // occurrences of this instruction.
12339           RemoveFromWorkList(I);
12340           I->eraseFromParent();
12341         } else {
12342           AddToWorkList(I);
12343           AddUsersToWorkList(*I);
12344         }
12345       }
12346       Changed = true;
12347     }
12348   }
12349
12350   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
12351     
12352   // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
12353   WorklistMap.clear();
12354   return Changed;
12355 }
12356
12357
12358 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
12359   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
12360   
12361   bool EverMadeChange = false;
12362
12363   // Iterate while there is work to do.
12364   unsigned Iteration = 0;
12365   while (DoOneIteration(F, Iteration++))
12366     EverMadeChange = true;
12367   return EverMadeChange;
12368 }
12369
12370 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
12371   return new InstCombiner();
12372 }
12373
12374