Merge two if-statements into one.
[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
2934   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2935   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
2936   if (I.getType()->isInteger()) {
2937     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2938     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2939       // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
2940       return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
2941     }
2942   }      
2943   
2944   return 0;
2945 }
2946
2947 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
2948   return commonDivTransforms(I);
2949 }
2950
2951 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
2952 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
2953 /// is used by the visitors to those instructions.
2954 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
2955 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2956   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2957
2958   // 0 % X == 0 for integer, we don't need to preserve faults!
2959   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
2960     if (LHS->isNullValue())
2961       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2962
2963   if (isa<UndefValue>(Op0)) {             // undef % X -> 0
2964     if (I.getType()->isFPOrFPVector())
2965       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X % undef -> undef (could be SNaN)
2966     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2967   }
2968   if (isa<UndefValue>(Op1))
2969     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
2970
2971   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
2972   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
2973     return &I;
2974
2975   return 0;
2976 }
2977
2978 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
2979 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
2980 /// remainder instructions.
2981 /// @brief Common integer remainder transforms
2982 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2983   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2984
2985   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
2986     return common;
2987
2988   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2989     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
2990     if (RHS->equalsInt(0))
2991       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
2992     
2993     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
2994       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2995
2996     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
2997       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
2998         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2999           return R;
3000       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
3001         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3002           return NV;
3003       }
3004
3005       // See if we can fold away this rem instruction.
3006       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3007       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3008       if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3009                                KnownZero, KnownOne))
3010         return &I;
3011     }
3012   }
3013
3014   return 0;
3015 }
3016
3017 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
3018   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3019
3020   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3021     return common;
3022   
3023   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3024     // X urem C^2 -> X and C
3025     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
3026     // if so, convert to a bitwise and.
3027     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3028       if (C->getValue().isPowerOf2())
3029         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(C));
3030   }
3031
3032   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
3033     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
3034     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3035         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3036       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
3037         Constant *N1 = ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType());
3038         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(RHSI, N1,
3039                                                                    "tmp"), I);
3040         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
3041       }
3042     }
3043   }
3044
3045   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
3046   // where C1&C2 are powers of two.
3047   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
3048     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3049       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
3050         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
3051         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
3052             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
3053           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
3054             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(STO), SI->getName()+".t"), I);
3055           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
3056             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(SFO), SI->getName()+".f"), I);
3057           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
3058         }
3059       }
3060   }
3061   
3062   return 0;
3063 }
3064
3065 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
3066   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3067
3068   // Handle the integer rem common cases
3069   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3070     return common;
3071   
3072   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
3073     if (!isa<Constant>(RHSNeg) ||
3074         (isa<ConstantInt>(RHSNeg) &&
3075          cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive())) {
3076       // X % -Y -> X % Y
3077       AddUsesToWorkList(I);
3078       I.setOperand(1, RHSNeg);
3079       return &I;
3080     }
3081
3082   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3083   // unsigned inputs), turn this into a urem.
3084   if (I.getType()->isInteger()) {
3085     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3086     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3087       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
3088       return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1, I.getName());
3089     }
3090   }
3091
3092   return 0;
3093 }
3094
3095 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
3096   return commonRemTransforms(I);
3097 }
3098
3099 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
3100 // constant.
3101 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
3102   return CI->getValue().isPowerOf2();
3103 }
3104
3105 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
3106 // This is the same as lowones(~X).
3107 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
3108   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
3109 }
3110
3111 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
3112 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
3113 ///
3114 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
3115 ///
3116 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
3117 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
3118 ///
3119 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
3120 ///   0  A > B
3121 ///   1  A == B
3122 ///   2  A < B
3123 ///
3124 /// <=>  Value  Definition
3125 /// 000     0   Always false
3126 /// 001     1   A >  B
3127 /// 010     2   A == B
3128 /// 011     3   A >= B
3129 /// 100     4   A <  B
3130 /// 101     5   A != B
3131 /// 110     6   A <= B
3132 /// 111     7   Always true
3133 ///  
3134 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
3135   switch (ICI->getPredicate()) {
3136     // False -> 0
3137   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
3138   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
3139   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
3140   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
3141   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
3142   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
3143   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
3144   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
3145   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
3146   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
3147     // True -> 7
3148   default:
3149     assert(0 && "Invalid ICmp predicate!");
3150     return 0;
3151   }
3152 }
3153
3154 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
3155 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
3156 /// predicate by reference.
3157 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
3158   isOrdered = false;
3159   switch (CC) {
3160   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
3161   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
3162   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
3163   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
3164   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
3165   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
3166   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
3167   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
3168   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
3169   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
3170   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
3171   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
3172   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
3173   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
3174     // True -> 7
3175   default:
3176     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
3177     assert(0 && "Unexpected FCmp predicate!");
3178     return 0;
3179   }
3180 }
3181
3182 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
3183 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
3184 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
3185 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
3186 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS) {
3187   switch (code) {
3188   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
3189   case  0: return ConstantInt::getFalse();
3190   case  1: 
3191     if (sign)
3192       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
3193     else
3194       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
3195   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
3196   case  3: 
3197     if (sign)
3198       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
3199     else
3200       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
3201   case  4: 
3202     if (sign)
3203       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
3204     else
3205       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
3206   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
3207   case  6: 
3208     if (sign)
3209       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
3210     else
3211       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
3212   case  7: return ConstantInt::getTrue();
3213   }
3214 }
3215
3216 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
3217 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
3218 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
3219 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
3220                            Value *LHS, Value *RHS) {
3221   switch (code) {
3222   default: assert(0 && "Illegal FCmp code!");
3223   case  0:
3224     if (isordered)
3225       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS, RHS);
3226     else
3227       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS, RHS);
3228   case  1: 
3229     if (isordered)
3230       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGT, LHS, RHS);
3231     else
3232       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGT, LHS, RHS);
3233   case  2: 
3234     if (isordered)
3235       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OEQ, LHS, RHS);
3236     else
3237       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UEQ, LHS, RHS);
3238   case  3: 
3239     if (isordered)
3240       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGE, LHS, RHS);
3241     else
3242       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGE, LHS, RHS);
3243   case  4: 
3244     if (isordered)
3245       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLT, LHS, RHS);
3246     else
3247       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULT, LHS, RHS);
3248   case  5: 
3249     if (isordered)
3250       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ONE, LHS, RHS);
3251     else
3252       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNE, LHS, RHS);
3253   case  6: 
3254     if (isordered)
3255       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLE, LHS, RHS);
3256     else
3257       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULE, LHS, RHS);
3258   case  7: return ConstantInt::getTrue();
3259   }
3260 }
3261
3262 /// PredicatesFoldable - Return true if both predicates match sign or if at
3263 /// least one of them is an equality comparison (which is signless).
3264 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
3265   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
3266          (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && ICmpInst::isEquality(p2)) ||
3267          (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && ICmpInst::isEquality(p1));
3268 }
3269
3270 namespace { 
3271 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3272 struct FoldICmpLogical {
3273   InstCombiner &IC;
3274   Value *LHS, *RHS;
3275   ICmpInst::Predicate pred;
3276   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3277     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3278       pred(ICI->getPredicate()) {}
3279   bool shouldApply(Value *V) const {
3280     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3281       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3282         return ((ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS) ||
3283                 (ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS));
3284     return false;
3285   }
3286   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3287     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3288     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3289       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3290       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3291     }
3292
3293     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3294     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3295     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3296     unsigned Code;
3297     switch (Log.getOpcode()) {
3298     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3299     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3300     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3301     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
3302     }
3303
3304     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
3305                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
3306       
3307     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS);
3308     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3309       return I;
3310     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3311     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3312   }
3313 };
3314 } // end anonymous namespace
3315
3316 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3317 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3318 // guaranteed to be a binary operator.
3319 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3320                                     ConstantInt *OpRHS,
3321                                     ConstantInt *AndRHS,
3322                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3323   Value *X = Op->getOperand(0);
3324   Constant *Together = 0;
3325   if (!Op->isShift())
3326     Together = And(AndRHS, OpRHS);
3327
3328   switch (Op->getOpcode()) {
3329   case Instruction::Xor:
3330     if (Op->hasOneUse()) {
3331       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3332       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3333       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
3334       And->takeName(Op);
3335       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
3336     }
3337     break;
3338   case Instruction::Or:
3339     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3340       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3341
3342     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3343       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3344       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, Together);
3345       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
3346       Or->takeName(Op);
3347       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
3348     }
3349     break;
3350   case Instruction::Add:
3351     if (Op->hasOneUse()) {
3352       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3353       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3354       // single bit constant.
3355       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3356
3357       // If there is only one bit set...
3358       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3359         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3360         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3361         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3362         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3363
3364         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3365         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3366           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3367           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3368           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3369           // no effect.
3370           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3371             TheAnd.setOperand(0, X);
3372             return &TheAnd;
3373           } else {
3374             // Pull the XOR out of the AND.
3375             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3376             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3377             NewAnd->takeName(Op);
3378             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
3379           }
3380         }
3381       }
3382     }
3383     break;
3384
3385   case Instruction::Shl: {
3386     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3387     // the anded constant includes them, clear them now!
3388     //
3389     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3390     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3391     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3392     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3393
3394     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3395     // Masking out bits that the shift already masks
3396       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3397     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3398       TheAnd.setOperand(1, CI);
3399       return &TheAnd;
3400     }
3401     break;
3402   }
3403   case Instruction::LShr:
3404   {
3405     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3406     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3407     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3408     //
3409     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3410     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3411     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3412     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3413
3414     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3415     // Masking out bits that the shift already masks.
3416       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3417     } else if (CI != AndRHS) {
3418       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3419       return &TheAnd;
3420     }
3421     break;
3422   }
3423   case Instruction::AShr:
3424     // Signed shr.
3425     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3426     // with an and.
3427     if (Op->hasOneUse()) {
3428       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3429       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3430       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3431       Constant *C = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3432       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3433         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3434         // Make the argument unsigned.
3435         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3436         ShVal = InsertNewInstBefore(
3437             BinaryOperator::CreateLShr(ShVal, OpRHS, 
3438                                    Op->getName()), TheAnd);
3439         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3440       }
3441     }
3442     break;
3443   }
3444   return 0;
3445 }
3446
3447
3448 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3449 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3450 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3451 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3452 /// insert new instructions.
3453 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3454                                            bool isSigned, bool Inside, 
3455                                            Instruction &IB) {
3456   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3457             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3458          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3459     
3460   if (Inside) {
3461     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3462       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3463
3464     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3465     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3466       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3467         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3468       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3469     }
3470
3471     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3472     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3473     Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3474     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3475     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3476     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3477   }
3478
3479   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3480     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3481
3482   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3483   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3484   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3485     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3486         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3487     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3488   }
3489
3490   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3491   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3492   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3493   Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3494   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3495   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3496   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3497 }
3498
3499 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3500 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3501 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3502 // not, since all 1s are not contiguous.
3503 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3504   const APInt& V = Val->getValue();
3505   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3506   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3507
3508   // look for the first zero bit after the run of ones
3509   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3510   // look for the first non-zero bit
3511   ME = V.getActiveBits(); 
3512   return true;
3513 }
3514
3515 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3516 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3517 /// the following xforms:
3518 /// 
3519 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3520 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3521 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3522 ///
3523 /// return (A +/- B).
3524 ///
3525 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3526                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3527                                         Instruction &I) {
3528   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3529   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3530       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3531
3532   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3533
3534   switch (LHSI->getOpcode()) {
3535   default: return 0;
3536   case Instruction::And:
3537     if (And(N, Mask) == Mask) {
3538       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3539       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3540            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3541           Mask->getValue().getBitWidth())
3542         break;
3543
3544       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3545       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3546       // is all N is, ignore it.
3547       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3548       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3549         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3550         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3551         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3552           break;
3553       }
3554     }
3555     return 0;
3556   case Instruction::Or:
3557   case Instruction::Xor:
3558     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3559     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3560          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3561         && And(N, Mask)->isZero())
3562       break;
3563     return 0;
3564   }
3565   
3566   Instruction *New;
3567   if (isSub)
3568     New = BinaryOperator::CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3569   else
3570     New = BinaryOperator::CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3571   return InsertNewInstBefore(New, I);
3572 }
3573
3574 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
3575 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfICmps(Instruction &I,
3576                                           ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
3577   Value *Val, *Val2;
3578   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3579   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3580   
3581   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
3582   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val), m_ConstantInt(LHSCst))) ||
3583       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2), m_ConstantInt(RHSCst))))
3584     return 0;
3585   
3586   // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
3587   // where C is a power of 2
3588   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC && LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
3589       LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
3590     Instruction *NewOr = BinaryOperator::CreateOr(Val, Val2);
3591     InsertNewInstBefore(NewOr, I);
3592     return new ICmpInst(LHSCC, NewOr, LHSCst);
3593   }
3594   
3595   // From here on, we only handle:
3596   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
3597   if (Val != Val2) return 0;
3598   
3599   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
3600   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3601       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3602       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
3603       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
3604     return 0;
3605   
3606   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
3607   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
3608     return 0;
3609     
3610   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3611   bool ShouldSwap;
3612   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
3613       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
3614        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
3615     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
3616   else
3617     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
3618     
3619   if (ShouldSwap) {
3620     std::swap(LHS, RHS);
3621     std::swap(LHSCst, RHSCst);
3622     std::swap(LHSCC, RHSCC);
3623   }
3624
3625   // At this point, we know we have have two icmp instructions
3626   // comparing a value against two constants and and'ing the result
3627   // together.  Because of the above check, we know that we only have
3628   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3629   // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3630   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3631   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3632
3633   switch (LHSCC) {
3634   default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3635   case ICmpInst::ICMP_EQ:
3636     switch (RHSCC) {
3637     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3638     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3639     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3640     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3641       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3642     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3643     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3644     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3645       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3646     }
3647   case ICmpInst::ICMP_NE:
3648     switch (RHSCC) {
3649     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3650     case ICmpInst::ICMP_ULT:
3651       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3652         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Val, LHSCst);
3653       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3654     case ICmpInst::ICMP_SLT:
3655       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3656         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Val, LHSCst);
3657       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3658     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3659     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3660     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3661       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3662     case ICmpInst::ICMP_NE:
3663       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3664         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3665         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
3666                                                      Val->getName()+".off");
3667         InsertNewInstBefore(Add, I);
3668         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3669                             ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3670       }
3671       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3672     }
3673     break;
3674   case ICmpInst::ICMP_ULT:
3675     switch (RHSCC) {
3676     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3677     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3678     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3679       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3680     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3681       break;
3682     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3683     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3684       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3685     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3686       break;
3687     }
3688     break;
3689   case ICmpInst::ICMP_SLT:
3690     switch (RHSCC) {
3691     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3692     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3693     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3694       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3695     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3696       break;
3697     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3698     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3699       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3700     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3701       break;
3702     }
3703     break;
3704   case ICmpInst::ICMP_UGT:
3705     switch (RHSCC) {
3706     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3707     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
3708     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3709       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3710     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3711       break;
3712     case ICmpInst::ICMP_NE:
3713       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3714         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
3715       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3716     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
3717       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true, I);
3718     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3719       break;
3720     }
3721     break;
3722   case ICmpInst::ICMP_SGT:
3723     switch (RHSCC) {
3724     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3725     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
3726     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3727       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3728     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3729       break;
3730     case ICmpInst::ICMP_NE:
3731       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3732         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
3733       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3734     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
3735       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, true, I);
3736     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3737       break;
3738     }
3739     break;
3740   }
3741  
3742   return 0;
3743 }
3744
3745
3746 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
3747   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3748   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3749
3750   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
3751     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3752
3753   // and X, X = X
3754   if (Op0 == Op1)
3755     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3756
3757   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3758   // purpose is to compute bits we don't care about.
3759   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3760     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3761     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3762     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3763                              KnownZero, KnownOne))
3764       return &I;
3765   } else {
3766     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3767       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
3768         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
3769     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3770       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
3771     }
3772   }
3773   
3774   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3775     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
3776     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
3777
3778     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
3779     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
3780       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
3781       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
3782       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
3783       switch (Op0I->getOpcode()) {
3784       case Instruction::Xor:
3785       case Instruction::Or:
3786         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
3787         if (Op0I->hasOneUse()) {
3788           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
3789             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
3790             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
3791                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
3792             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
3793             return BinaryOperator::Create(
3794                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
3795           }
3796           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
3797               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
3798             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
3799             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
3800                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
3801             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
3802             return BinaryOperator::Create(
3803                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
3804           }
3805         }
3806
3807         break;
3808       case Instruction::Add:
3809         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3810         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3811         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3812         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
3813           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
3814         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
3815           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
3816         break;
3817
3818       case Instruction::Sub:
3819         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3820         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3821         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3822         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
3823           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
3824
3825         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
3826         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
3827         if (Op0I->hasOneUse()) {
3828           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
3829           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
3830           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
3831
3832           ConstantInt *A = dyn_cast<ConstantInt>(Op0LHS);
3833           if (!(A && A->isZero()) &&               // avoid infinite recursion.
3834               MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
3835             Instruction *NewNeg = BinaryOperator::CreateNeg(Op0RHS);
3836             InsertNewInstBefore(NewNeg, I);
3837             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
3838           }
3839         }
3840         break;
3841
3842       case Instruction::Shl:
3843       case Instruction::LShr:
3844         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
3845         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
3846         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
3847           Instruction *NewICmp = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0RHS,
3848                                            Constant::getNullValue(I.getType()));
3849           InsertNewInstBefore(NewICmp, I);
3850           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
3851         }
3852         break;
3853       }
3854
3855       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
3856         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
3857           return Res;
3858     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3859       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
3860       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
3861       // frequently occurs for bitfield accesses.
3862       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
3863         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
3864             CastOp->getNumOperands() == 2)
3865           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))) {
3866             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
3867               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
3868               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
3869               // This will fold the two constants together, which may allow 
3870               // other simplifications.
3871               Instruction *NewCast = CastInst::CreateTruncOrBitCast(
3872                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
3873                 CastOp->getName()+".shrunk");
3874               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
3875               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
3876               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3877               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
3878               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
3879             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
3880               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
3881               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
3882               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3883               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)   // trunc(C1)&C2
3884                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
3885             }
3886           }
3887       }
3888     }
3889
3890     // Try to fold constant and into select arguments.
3891     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3892       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3893         return R;
3894     if (isa<PHINode>(Op0))
3895       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3896         return NV;
3897   }
3898
3899   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
3900   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
3901
3902   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
3903     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3904
3905   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
3906   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3907     Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
3908                                                I.getName()+".demorgan");
3909     InsertNewInstBefore(Or, I);
3910     return BinaryOperator::CreateNot(Or);
3911   }
3912   
3913   {
3914     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
3915     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3916       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
3917         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3918     
3919       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
3920       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3921         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3922           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
3923       }
3924     }
3925     
3926     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3927       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
3928         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3929
3930       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
3931       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3932         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3933           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
3934       }
3935     }
3936     
3937     if (Op0->hasOneUse() &&
3938         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3939       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
3940         I.swapOperands();     // Simplify below
3941         std::swap(Op0, Op1);
3942       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
3943         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
3944         I.swapOperands();     // Simplify below
3945         std::swap(Op0, Op1);
3946       }
3947     }
3948
3949     if (Op1->hasOneUse() &&
3950         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3951       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
3952         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
3953         std::swap(A, B);
3954       }
3955       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
3956         Instruction *NotB = BinaryOperator::CreateNot(B, "tmp");
3957         InsertNewInstBefore(NotB, I);
3958         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
3959       }
3960     }
3961
3962     // (A&((~A)|B)) -> A&B
3963     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
3964         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
3965       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
3966     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
3967         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
3968       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
3969   }
3970   
3971   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
3972     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3973     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3974       return R;
3975
3976     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
3977       if (Instruction *Res = FoldAndOfICmps(I, LHS, RHS))
3978         return Res;
3979   }
3980
3981   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
3982   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
3983     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
3984       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
3985         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
3986         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
3987             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
3988             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
3989                               I.getType(), TD) &&
3990             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
3991                               I.getType(), TD)) {
3992           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateAnd(Op0C->getOperand(0),
3993                                                          Op1C->getOperand(0),
3994                                                          I.getName());
3995           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
3996           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
3997         }
3998       }
3999     
4000   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
4001   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4002     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4003       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4004           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4005           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4006         Instruction *NewOp =
4007           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(SI0->getOperand(0),
4008                                                         SI1->getOperand(0),
4009                                                         SI0->getName()), I);
4010         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4011                                       SI1->getOperand(1));
4012       }
4013   }
4014
4015   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
4016   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4017     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4018       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
4019           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
4020         // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
4021         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4022           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4023             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4024             // false.
4025             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4026               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4027             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS->getOperand(0),
4028                                 RHS->getOperand(0));
4029           }
4030       } else {
4031         Value *Op0LHS, *Op0RHS, *Op1LHS, *Op1RHS;
4032         FCmpInst::Predicate Op0CC, Op1CC;
4033         if (match(Op0, m_FCmp(Op0CC, m_Value(Op0LHS), m_Value(Op0RHS))) &&
4034             match(Op1, m_FCmp(Op1CC, m_Value(Op1LHS), m_Value(Op1RHS)))) {
4035           if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4036             // Swap RHS operands to match LHS.
4037             Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4038             std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4039           }
4040           if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4041             // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
4042             if (Op0CC == Op1CC)
4043               return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
4044             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE ||
4045                      Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4046               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4047             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4048               return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4049             else if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4050               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4051             bool Op0Ordered;
4052             bool Op1Ordered;
4053             unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4054             unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4055             if (Op1Pred == 0) {
4056               std::swap(Op0, Op1);
4057               std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
4058               std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
4059             }
4060             if (Op0Pred == 0) {
4061               // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> ueq
4062               // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
4063               if (Op0Ordered == Op1Ordered)
4064                 return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4065               // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
4066               // uno && ord -> false
4067               if (!Op0Ordered)
4068                 return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4069               // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
4070               return cast<Instruction>(getFCmpValue(true, Op1Pred,
4071                                                     Op0LHS, Op0RHS));
4072             }
4073           }
4074         }
4075       }
4076     }
4077   }
4078
4079   return Changed ? &I : 0;
4080 }
4081
4082 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
4083 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
4084 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
4085 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
4086 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
4087 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
4088 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
4089 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
4090 /// match.
4091 ///
4092 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
4093 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
4094 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
4095 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
4096 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
4097 /// byte of ByteValues is actually being set.
4098 ///
4099 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
4100 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
4101 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
4102 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
4103 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
4104 ///
4105 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
4106                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
4107   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
4108     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
4109     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4110       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
4111                                ByteValues) ||
4112              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
4113                                ByteValues);
4114     }
4115   
4116     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
4117     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
4118     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4119       unsigned ShAmt = 
4120         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
4121       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
4122       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
4123         return true;
4124
4125       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
4126       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
4127         // X << 2 -> collect(X, +2)
4128         OverallLeftShift += ByteShift;
4129         ByteMask >>= ByteShift;
4130       } else {
4131         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
4132         OverallLeftShift -= ByteShift;
4133         ByteMask <<= ByteShift;
4134         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
4135       }
4136
4137       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
4138       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
4139
4140       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4141                                ByteValues);
4142     }
4143
4144     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
4145     // corresponding bytes in ByteMask.
4146     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
4147         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4148       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
4149       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
4150       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
4151       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
4152       
4153       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
4154         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
4155         // the and mask is.
4156         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
4157           continue;
4158         
4159         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
4160         APInt MaskB = AndMask & Byte;
4161         if (MaskB == 0) {
4162           ByteMask &= ~(1U << i);
4163           continue;
4164         }
4165         
4166         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
4167         if (MaskB != Byte)
4168           return true;
4169
4170         // Otherwise, this byte is kept.
4171       }
4172
4173       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4174                                ByteValues);
4175     }
4176   }
4177   
4178   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
4179   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
4180   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
4181   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
4182   // their ultimate destination.
4183   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
4184   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
4185   
4186   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
4187   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
4188   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
4189   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
4190   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
4191   // low part, it must be shifted left.
4192   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
4193   if (InputByteNo < ByteValues.size()/2) {
4194     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4195       return true;
4196   } else {
4197     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4198       return true;
4199   }
4200   
4201   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
4202   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
4203   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
4204     return true;
4205   ByteValues[DestByteNo] = V;
4206   return false;
4207 }
4208
4209 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
4210 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
4211 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
4212   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
4213   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 || 
4214       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
4215       ITy->getBitWidth() > 32*8) 
4216     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
4217   
4218   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
4219   /// defines each byte.
4220   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
4221   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
4222     
4223   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
4224   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
4225   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
4226     return 0;
4227   
4228   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
4229   Value *V = ByteValues[0];
4230   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
4231   
4232   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
4233   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
4234     if (ByteValues[i] != V)
4235       return 0;
4236   const Type *Tys[] = { ITy };
4237   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
4238   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
4239   return CallInst::Create(F, V);
4240 }
4241
4242 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
4243 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
4244 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
4245 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
4246                                          Value *C, Value *D) {
4247   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
4248   Value *Cond = 0;
4249   if (!match(A, m_SelectCst(m_Value(Cond), -1, 0)))
4250     return 0;
4251
4252   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
4253   if (match(D, m_SelectCst(m_Specific(Cond), 0, -1)))
4254     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4255   if (match(D, m_Not(m_SelectCst(m_Specific(Cond), -1, 0))))
4256     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4257   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
4258   if (match(B, m_SelectCst(m_Specific(Cond), 0, -1)))
4259     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4260   if (match(B, m_Not(m_SelectCst(m_Specific(Cond), -1, 0))))
4261     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4262   return 0;
4263 }
4264
4265 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
4266 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfICmps(Instruction &I,
4267                                          ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
4268   Value *Val, *Val2;
4269   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4270   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4271   
4272   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
4273   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val), m_ConstantInt(LHSCst))) ||
4274       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2), m_ConstantInt(RHSCst))))
4275     return 0;
4276   
4277   // From here on, we only handle:
4278   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
4279   if (Val != Val2) return 0;
4280   
4281   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
4282   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4283       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4284       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
4285       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
4286     return 0;
4287   
4288   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4289   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
4290     return 0;
4291   
4292   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4293   bool ShouldSwap;
4294   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
4295       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
4296        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
4297     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4298   else
4299     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4300   
4301   if (ShouldSwap) {
4302     std::swap(LHS, RHS);
4303     std::swap(LHSCst, RHSCst);
4304     std::swap(LHSCC, RHSCC);
4305   }
4306   
4307   // At this point, we know we have have two icmp instructions
4308   // comparing a value against two constants and or'ing the result
4309   // together.  Because of the above check, we know that we only have
4310   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4311   // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4312   // equal.
4313   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4314
4315   switch (LHSCC) {
4316   default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4317   case ICmpInst::ICMP_EQ:
4318     switch (RHSCC) {
4319     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4320     case ICmpInst::ICMP_EQ:
4321       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) { // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4322         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
4323         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
4324                                                      Val->getName()+".off");
4325         InsertNewInstBefore(Add, I);
4326         AddCST = Subtract(AddOne(RHSCst), LHSCst);
4327         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4328       }
4329       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4330     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4331     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4332       break;
4333     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4334     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4335     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4336       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4337     }
4338     break;
4339   case ICmpInst::ICMP_NE:
4340     switch (RHSCC) {
4341     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4342     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4343     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4344     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4345       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4346     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4347     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4348     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4349       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4350     }
4351     break;
4352   case ICmpInst::ICMP_ULT:
4353     switch (RHSCC) {
4354     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4355     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4356       break;
4357     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
4358       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4359       // this can cause overflow.
4360       if (RHSCst->isMaxValue(false))
4361         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4362       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, false, I);
4363     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4364       break;
4365     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4366     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4367       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4368     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4369       break;
4370     }
4371     break;
4372   case ICmpInst::ICMP_SLT:
4373     switch (RHSCC) {
4374     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4375     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4376       break;
4377     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
4378       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4379       // this can cause overflow.
4380       if (RHSCst->isMaxValue(true))
4381         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4382       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, false, I);
4383     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4384       break;
4385     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4386     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4387       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4388     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4389       break;
4390     }
4391     break;
4392   case ICmpInst::ICMP_UGT:
4393     switch (RHSCC) {
4394     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4395     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4396     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4397       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4398     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4399       break;
4400     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4401     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4402       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4403     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4404       break;
4405     }
4406     break;
4407   case ICmpInst::ICMP_SGT:
4408     switch (RHSCC) {
4409     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4410     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4411     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4412       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4413     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4414       break;
4415     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4416     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4417       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4418     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4419       break;
4420     }
4421     break;
4422   }
4423   return 0;
4424 }
4425
4426 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
4427 ///
4428 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
4429 ///
4430 /// into:
4431 /// 
4432 ///     (A & C1) | B
4433 ///
4434 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
4435 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
4436                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
4437   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4438   if (!CI1) return 0;
4439
4440   Value *V1 = 0, *C2 = 0;
4441   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(C2)))) return 0;
4442
4443   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
4444   if (!Xor.isAllOnesValue()) return 0;
4445
4446   if (V1 == A || V1 == B)
4447     Instruction *NewOp =
4448       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1), I);
4449     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
4450   }
4451
4452   return 0;
4453 }
4454
4455 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
4456   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4457   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4458
4459   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
4460     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4461
4462   // or X, X = X
4463   if (Op0 == Op1)
4464     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4465
4466   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4467   // purpose is to compute bits we don't care about.
4468   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4469     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4470     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4471     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4472                              KnownZero, KnownOne))
4473       return &I;
4474   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4475     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
4476   } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4477     if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
4478       return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
4479   }
4480     
4481
4482   
4483   // or X, -1 == -1
4484   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4485     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
4486     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
4487     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
4488       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4489       InsertNewInstBefore(Or, I);
4490       Or->takeName(Op0);
4491       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, 
4492                ConstantInt::get(RHS->getValue() | C1->getValue()));
4493     }
4494
4495     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
4496     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
4497       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4498       InsertNewInstBefore(Or, I);
4499       Or->takeName(Op0);
4500       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
4501                  ConstantInt::get(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
4502     }
4503
4504     // Try to fold constant and into select arguments.
4505     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4506       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4507         return R;
4508     if (isa<PHINode>(Op0))
4509       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4510         return NV;
4511   }
4512
4513   Value *A = 0, *B = 0;
4514   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
4515
4516   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4517     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
4518       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4519   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4520     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
4521       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4522
4523   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
4524   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
4525   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4526       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4527       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
4528        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
4529     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
4530       return BSwap;
4531   }
4532   
4533   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4534   if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4535       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
4536     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op1);
4537     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4538     NOr->takeName(Op0);
4539     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4540   }
4541
4542   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4543   if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4544       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
4545     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op0);
4546     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4547     NOr->takeName(Op0);
4548     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4549   }
4550
4551   // (A & C)|(B & D)
4552   Value *C = 0, *D = 0;
4553   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
4554       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
4555     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
4556     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4557     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
4558     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
4559       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
4560       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
4561       // replace with V+N.
4562       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
4563         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
4564             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4565           // Add commutes, try both ways.
4566           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
4567             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4568           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
4569             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4570         }
4571         // Or commutes, try both ways.
4572         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
4573             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4574           // Add commutes, try both ways.
4575           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
4576             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4577           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
4578             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4579         }
4580       }
4581       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
4582     }
4583     
4584     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
4585     // terms for V1 & (V2|V3).
4586     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
4587       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
4588         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
4589       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
4590         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
4591       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
4592         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
4593       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
4594         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
4595       
4596       if (V1) {
4597         Value *Or =
4598           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(V2, V3, "tmp"), I);
4599         return BinaryOperator::CreateAnd(V1, Or);
4600       }
4601     }
4602
4603     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants
4604     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D))
4605       return Match;
4606     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C))
4607       return Match;
4608     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D))
4609       return Match;
4610     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C))
4611       return Match;
4612
4613     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
4614     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
4615          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
4616       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
4617     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
4618     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
4619          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
4620       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
4621     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
4622     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
4623          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
4624       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4625     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
4626     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
4627          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
4628       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
4629   }
4630   
4631   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
4632   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4633     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4634       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4635           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4636           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4637         Instruction *NewOp =
4638         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(SI0->getOperand(0),
4639                                                      SI1->getOperand(0),
4640                                                      SI0->getName()), I);
4641         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4642                                       SI1->getOperand(1));
4643       }
4644   }
4645
4646   // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
4647   if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C))) ||
4648       match(Op0, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
4649     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, A, B, C);
4650     if (Ret) return Ret;
4651   }
4652   // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
4653   if (match(Op1, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C))) ||
4654       match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
4655     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, B, C);
4656     if (Ret) return Ret;
4657   }
4658
4659   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {   // ~A | Op1
4660     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
4661       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4662   } else {
4663     A = 0;
4664   }
4665   // Note, A is still live here!
4666   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)))) {   // Op0 | ~B
4667     if (Op0 == B)
4668       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4669
4670     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
4671     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4672       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(A, B,
4673                                               I.getName()+".demorgan"), I);
4674       return BinaryOperator::CreateNot(And);
4675     }
4676   }
4677
4678   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4679   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
4680     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4681       return R;
4682
4683     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
4684       if (Instruction *Res = FoldOrOfICmps(I, LHS, RHS))
4685         return Res;
4686   }
4687     
4688   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4689   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4690     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4691       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4692         if (!isa<ICmpInst>(Op0C->getOperand(0)) ||
4693             !isa<ICmpInst>(Op1C->getOperand(0))) {
4694           const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4695           if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4696               // Only do this if the casts both really cause code to be
4697               // generated.
4698               ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4699                                 I.getType(), TD) &&
4700               ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4701                                 I.getType(), TD)) {
4702             Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateOr(Op0C->getOperand(0),
4703                                                           Op1C->getOperand(0),
4704                                                           I.getName());
4705             InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4706             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4707           }
4708         }
4709       }
4710   }
4711   
4712     
4713   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
4714   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4715     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4716       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4717           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO && 
4718           LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
4719         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4720           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4721             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4722             // true.
4723             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4724               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4725             
4726             // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4727             // rest.
4728             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS->getOperand(0),
4729                                 RHS->getOperand(0));
4730           }
4731       } else {
4732         Value *Op0LHS, *Op0RHS, *Op1LHS, *Op1RHS;
4733         FCmpInst::Predicate Op0CC, Op1CC;
4734         if (match(Op0, m_FCmp(Op0CC, m_Value(Op0LHS), m_Value(Op0RHS))) &&
4735             match(Op1, m_FCmp(Op1CC, m_Value(Op1LHS), m_Value(Op1RHS)))) {
4736           if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4737             // Swap RHS operands to match LHS.
4738             Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4739             std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4740           }
4741           if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4742             // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
4743             if (Op0CC == Op1CC)
4744               return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
4745             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE ||
4746                      Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4747               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4748             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4749               return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4750             else if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4751               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4752             bool Op0Ordered;
4753             bool Op1Ordered;
4754             unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4755             unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4756             if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
4757               // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
4758               // or'ed predicates.
4759               Value *RV = getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred,
4760                                        Op0LHS, Op0RHS);
4761               if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
4762                 return I;
4763               // Otherwise, it's a constant boolean value...
4764               return ReplaceInstUsesWith(I, RV);
4765             }
4766           }
4767         }
4768       }
4769     }
4770   }
4771
4772   return Changed ? &I : 0;
4773 }
4774
4775 namespace {
4776
4777 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
4778 struct XorSelf {
4779   Value *RHS;
4780   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
4781   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
4782   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
4783     return &Xor;
4784   }
4785 };
4786
4787 }
4788
4789 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
4790   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4791   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4792
4793   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
4794     if (isa<UndefValue>(Op0))
4795       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
4796       // idiom (misuse).
4797       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4798     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
4799   }
4800
4801   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
4802   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
4803     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
4804     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4805   }
4806   
4807   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4808   // purpose is to compute bits we don't care about.
4809   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4810     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4811     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4812     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4813                              KnownZero, KnownOne))
4814       return &I;
4815   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4816     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
4817   }
4818
4819   // Is this a ~ operation?
4820   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
4821     // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
4822     // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
4823     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
4824       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
4825           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4826         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
4827         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
4828           Instruction *NotY =
4829             BinaryOperator::CreateNot(Op0I->getOperand(1),
4830                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
4831           InsertNewInstBefore(NotY, I);
4832           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
4833             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
4834           else
4835             return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
4836         }
4837       }
4838     }
4839   }
4840   
4841   
4842   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4843     // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
4844     if (RHS == ConstantInt::getTrue() && Op0->hasOneUse()) {
4845       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4846         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
4847                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
4848
4849       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
4850         return new FCmpInst(FCI->getInversePredicate(),
4851                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
4852     }
4853
4854     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
4855     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4856       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
4857         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
4858           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
4859           if (Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) {
4860             if (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode, ConstantInt::getTrue(),
4861                                              Op0C->getDestTy())) {
4862               Instruction *NewCI = InsertNewInstBefore(CmpInst::Create(
4863                                      CI->getOpcode(), CI->getInversePredicate(),
4864                                      CI->getOperand(0), CI->getOperand(1)), I);
4865               NewCI->takeName(CI);
4866               return CastInst::Create(Opcode, NewCI, Op0C->getType());
4867             }
4868           }
4869         }
4870       }
4871     }
4872
4873     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4874       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
4875       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
4876         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
4877           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
4878           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
4879                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
4880           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
4881         }
4882           
4883       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
4884         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
4885           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
4886           if (RHS->isAllOnesValue()) {
4887             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
4888             return BinaryOperator::CreateSub(
4889                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
4890                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
4891                                           Op0I->getOperand(0));
4892           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
4893             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
4894             Constant *C = ConstantInt::get(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
4895             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
4896
4897           }
4898         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4899           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
4900           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
4901             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
4902             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
4903             // NewRHS.
4904             Constant *CommonBits = And(Op0CI, RHS);
4905             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
4906                                           ConstantExpr::getNot(CommonBits));
4907             AddToWorkList(Op0I);
4908             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
4909             I.setOperand(1, NewRHS);
4910             return &I;
4911           }
4912         }
4913       }
4914     }
4915
4916     // Try to fold constant and into select arguments.
4917     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4918       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4919         return R;
4920     if (isa<PHINode>(Op0))
4921       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4922         return NV;
4923   }
4924
4925   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
4926     if (X == Op1)
4927       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4928
4929   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
4930     if (X == Op0)
4931       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4932
4933   
4934   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
4935   if (Op1I) {
4936     Value *A, *B;
4937     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4938       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
4939         Op1I->swapOperands();
4940         I.swapOperands();
4941         std::swap(Op0, Op1);
4942       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
4943         I.swapOperands();     // Simplified below.
4944         std::swap(Op0, Op1);
4945       }
4946     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)))) {
4947       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // A^(A^B) == B
4948     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op0)))) {
4949       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // A^(B^A) == B
4950     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op1I->hasOneUse()){
4951       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
4952         Op1I->swapOperands();
4953         std::swap(A, B);
4954       }
4955       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
4956         I.swapOperands();     // Simplified below.
4957         std::swap(Op0, Op1);
4958       }
4959     }
4960   }
4961   
4962   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
4963   if (Op0I) {
4964     Value *A, *B;
4965     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()) {
4966       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
4967         std::swap(A, B);
4968       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
4969         Instruction *NotB =
4970           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(Op1, "tmp"), I);
4971         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
4972       }
4973     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)))) {
4974       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // (A^B)^A == B
4975     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op1)))) {
4976       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // (B^A)^A == B
4977     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()){
4978       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
4979         std::swap(A, B);
4980       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
4981           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
4982         Instruction *N =
4983           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(A, "tmp"), I);
4984         return BinaryOperator::CreateAnd(N, Op1);
4985       }
4986     }
4987   }
4988   
4989   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
4990   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
4991       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
4992       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
4993       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
4994     Instruction *NewOp =
4995       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Op0I->getOperand(0),
4996                                                     Op1I->getOperand(0),
4997                                                     Op0I->getName()), I);
4998     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
4999                                   Op1I->getOperand(1));
5000   }
5001     
5002   if (Op0I && Op1I) {
5003     Value *A, *B, *C, *D;
5004     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
5005     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5006         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5007       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5008         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5009     }
5010     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
5011     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5012         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5013       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5014         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5015     }
5016     
5017     // (A & B)^(C & D)
5018     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
5019         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5020         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5021       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
5022       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5023       if (A == C)
5024         X = A, Y = B, Z = D;
5025       else if (A == D)
5026         X = A, Y = B, Z = C;
5027       else if (B == C)
5028         X = B, Y = A, Z = D;
5029       else if (B == D)
5030         X = B, Y = A, Z = C;
5031       
5032       if (X) {
5033         Instruction *NewOp =
5034         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
5035         return BinaryOperator::CreateAnd(NewOp, X);
5036       }
5037     }
5038   }
5039     
5040   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
5041   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
5042     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
5043       return R;
5044
5045   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
5046   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5047     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
5048       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
5049         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
5050         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
5051             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
5052             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
5053                               I.getType(), TD) &&
5054             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
5055                               I.getType(), TD)) {
5056           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateXor(Op0C->getOperand(0),
5057                                                          Op1C->getOperand(0),
5058                                                          I.getName());
5059           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
5060           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
5061         }
5062       }
5063   }
5064
5065   return Changed ? &I : 0;
5066 }
5067
5068 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
5069 /// overflowed for this type.
5070 static bool AddWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
5071                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
5072   Result = cast<ConstantInt>(Add(In1, In2));
5073
5074   if (IsSigned)
5075     if (In2->getValue().isNegative())
5076       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5077     else
5078       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5079   else
5080     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
5081 }
5082
5083 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
5084 /// overflowed for this type.
5085 static bool SubWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
5086                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
5087   Result = cast<ConstantInt>(Subtract(In1, In2));
5088
5089   if (IsSigned)
5090     if (In2->getValue().isNegative())
5091       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5092     else
5093       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5094   else
5095     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
5096 }
5097
5098 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
5099 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
5100 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
5101 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
5102   TargetData &TD = IC.getTargetData();
5103   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5104   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5105   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
5106
5107   // Build a mask for high order bits.
5108   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5109   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5110
5111   for (User::op_iterator i = GEP->op_begin() + 1, e = GEP->op_end(); i != e;
5112        ++i, ++GTI) {
5113     Value *Op = *i;
5114     uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
5115     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
5116       if (OpC->isZero()) continue;
5117       
5118       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5119       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5120         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
5121         
5122         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
5123           Result = ConstantInt::get(RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
5124         else
5125           Result = IC.InsertNewInstBefore(
5126                    BinaryOperator::CreateAdd(Result,
5127                                              ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
5128                                              GEP->getName()+".offs"), I);
5129         continue;
5130       }
5131       
5132       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5133       Constant *OC = ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
5134       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale);
5135       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
5136         Result = ConstantExpr::getAdd(RC, Scale);
5137       else {
5138         // Emit an add instruction.
5139         Result = IC.InsertNewInstBefore(
5140            BinaryOperator::CreateAdd(Result, Scale,
5141                                      GEP->getName()+".offs"), I);
5142       }
5143       continue;
5144     }
5145     // Convert to correct type.
5146     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
5147       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5148         Op = ConstantExpr::getSExt(OpC, IntPtrTy);
5149       else
5150         Op = IC.InsertNewInstBefore(new SExtInst(Op, IntPtrTy,
5151                                                  Op->getName()+".c"), I);
5152     }
5153     if (Size != 1) {
5154       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5155       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5156         Op = ConstantExpr::getMul(OpC, Scale);
5157       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
5158         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(Op, Scale,
5159                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
5160     }
5161
5162     // Emit an add instruction.
5163     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
5164       Result = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(Op),
5165                                     cast<Constant>(Result));
5166     else
5167       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(Op, Result,
5168                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
5169   }
5170   return Result;
5171 }
5172
5173
5174 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return an value that can be used to compare of
5175 /// the *offset* implied by GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we want
5176 /// to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can be
5177 /// complex, and scales are involved.  The above expression would also be legal
5178 /// to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).  This
5179 /// later form is less amenable to optimization though, and we are allowed to
5180 /// generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
5181 ///
5182 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
5183 /// 
5184 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, Instruction &I,
5185                                           InstCombiner &IC) {
5186   TargetData &TD = IC.getTargetData();
5187   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5188
5189   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
5190   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
5191   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
5192   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
5193   // because the expression will cross zero at the same point.
5194   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
5195   int64_t Offset = 0;
5196   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
5197     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
5198       // Compute the aggregate offset of constant indices.
5199       if (CI->isZero()) continue;
5200
5201       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5202       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5203         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5204       } else {
5205         uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5206         Offset += Size*CI->getSExtValue();
5207       }
5208     } else {
5209       // Found our variable index.
5210       break;
5211     }
5212   }
5213   
5214   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
5215   // evaluate it the general way.
5216   if (i == e) return 0;
5217   
5218   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
5219   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
5220   // 4 if the variable index is into an array of i32.
5221   uint64_t VariableScale = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5222   
5223   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
5224   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
5225     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
5226     if (!CI) return 0;
5227    
5228     // Compute the aggregate offset of constant indices.
5229     if (CI->isZero()) continue;
5230     
5231     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5232     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5233       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5234     } else {
5235       uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5236       Offset += Size*CI->getSExtValue();
5237     }
5238   }
5239   
5240   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
5241   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
5242   // the index.
5243   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5244   if (Offset == 0) {
5245     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
5246     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
5247     // computation crosses zero.
5248     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth)
5249       VariableIdx = new TruncInst(VariableIdx, TD.getIntPtrType(),
5250                                   VariableIdx->getNameStart(), &I);
5251     return VariableIdx;
5252   }
5253   
5254   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
5255   // the pointer size, so get it.
5256   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5257   
5258   Offset &= PtrSizeMask;
5259   VariableScale &= PtrSizeMask;
5260
5261   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
5262   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
5263   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
5264   // multiple of the variable scale.
5265   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
5266   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
5267     return 0;
5268
5269   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
5270   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5271   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
5272     VariableIdx = CastInst::CreateIntegerCast(VariableIdx, IntPtrTy,
5273                                               true /*SExt*/, 
5274                                               VariableIdx->getNameStart(), &I);
5275   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
5276   return BinaryOperator::CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset", &I);
5277 }
5278
5279
5280 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
5281 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
5282 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
5283                                        ICmpInst::Predicate Cond,
5284                                        Instruction &I) {
5285   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
5286
5287   // Look through bitcasts.
5288   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
5289     RHS = BCI->getOperand(0);
5290
5291   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
5292   if (PtrBase == RHS) {
5293     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
5294     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
5295     // know pointers can't overflow.  See if we can output an optimized form.
5296     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, I, *this);
5297     
5298     // If not, synthesize the offset the hard way.
5299     if (Offset == 0)
5300       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5301     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
5302                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
5303   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
5304     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
5305     // compare the base pointer.
5306     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
5307       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
5308       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
5309                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
5310       if (IndicesTheSame)
5311         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5312           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5313             IndicesTheSame = false;
5314             break;
5315           }
5316
5317       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
5318       if (IndicesTheSame)
5319         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
5320                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
5321
5322       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
5323       // different, bail out.
5324       return 0;
5325     }
5326
5327     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
5328     bool AllZeros = true;
5329     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5330       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
5331           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5332         AllZeros = false;
5333         break;
5334       }
5335     if (AllZeros)
5336       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
5337                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
5338
5339     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
5340     AllZeros = true;
5341     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5342       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
5343           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5344         AllZeros = false;
5345         break;
5346       }
5347     if (AllZeros)
5348       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
5349
5350     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
5351       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
5352       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
5353       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
5354       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5355         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5356           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
5357                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5358             // Irreconcilable differences.
5359             NumDifferences = 2;
5360             break;
5361           } else {
5362             if (NumDifferences++) break;
5363             DiffOperand = i;
5364           }
5365         }
5366
5367       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
5368         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
5369                                    ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5370                                              ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
5371
5372       else if (NumDifferences == 1) {
5373         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
5374         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
5375         // Make sure we do a signed comparison here.
5376         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
5377       }
5378     }
5379
5380     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
5381     // the result to fold to a constant!
5382     if ((isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
5383         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
5384       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
5385       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5386       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
5387       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
5388     }
5389   }
5390   return 0;
5391 }
5392
5393 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
5394 ///
5395 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
5396                                                 Instruction *LHSI,
5397                                                 Constant *RHSC) {
5398   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
5399   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
5400   
5401   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
5402   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
5403   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
5404   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
5405   
5406   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
5407   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
5408   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
5409   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
5410   
5411   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
5412   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
5413   if (LHSUnsigned)
5414     ++InputSize;
5415   
5416   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
5417   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
5418     return 0;
5419   
5420   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
5421   // will always come through as an integer value and we know the constant is
5422   // not a NAN (it would have been previously simplified).
5423   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
5424   
5425   ICmpInst::Predicate Pred;
5426   switch (I.getPredicate()) {
5427   default: assert(0 && "Unexpected predicate!");
5428   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
5429   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
5430     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
5431     break;
5432   case FCmpInst::FCMP_UGT:
5433   case FCmpInst::FCMP_OGT:
5434     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
5435     break;
5436   case FCmpInst::FCMP_UGE:
5437   case FCmpInst::FCMP_OGE:
5438     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
5439     break;
5440   case FCmpInst::FCMP_ULT:
5441   case FCmpInst::FCMP_OLT:
5442     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
5443     break;
5444   case FCmpInst::FCMP_ULE:
5445   case FCmpInst::FCMP_OLE:
5446     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
5447     break;
5448   case FCmpInst::FCMP_UNE:
5449   case FCmpInst::FCMP_ONE:
5450     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
5451     break;
5452   case FCmpInst::FCMP_ORD:
5453     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5454   case FCmpInst::FCMP_UNO:
5455     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5456   }
5457   
5458   const IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
5459   
5460   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
5461   
5462   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
5463   // comparing an i8 to 300.0.
5464   unsigned IntWidth = IntTy->getPrimitiveSizeInBits();
5465   
5466   if (!LHSUnsigned) {
5467     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
5468     // and large values.
5469     APFloat SMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5470     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
5471                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5472     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
5473       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
5474           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
5475         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5476       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5477     }
5478   } else {
5479     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
5480     // +INF and large values.
5481     APFloat UMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5482     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
5483                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5484     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
5485       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5486           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
5487         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5488       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5489     }
5490   }
5491   
5492   if (!LHSUnsigned) {
5493     // See if the RHS value is < SignedMin.
5494     APFloat SMin(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5495     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
5496                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5497     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
5498       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
5499           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
5500         return ReplaceInstUsesWith(I,ConstantInt::getTrue());
5501       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5502     }
5503   }
5504
5505   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
5506   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
5507   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
5508   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
5509   Constant *RHSInt = ConstantExpr::getFPToSI(RHSC, IntTy);
5510   if (!RHS.isZero() &&
5511       ConstantExpr::getSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) != RHSC) {
5512     // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust the
5513     // compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards zero
5514     // at this point.
5515     switch (Pred) {
5516     default: assert(0 && "Unexpected integer comparison!");
5517     case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
5518       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5519     case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
5520       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5521     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5522       // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5523       // (float)int <= -4.4  --> false
5524       if (RHS.isNegative())
5525         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5526       break;
5527     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5528       // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5529       // (float)int <= -4.4  --> int < -4
5530       if (RHS.isNegative())
5531         Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
5532       break;
5533     case ICmpInst::ICMP_ULT:
5534       // (float)int < -4.4   --> false
5535       // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5536       if (RHS.isNegative())
5537         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5538       Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
5539       break;
5540     case ICmpInst::ICMP_SLT:
5541       // (float)int < -4.4   --> int < -4
5542       // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5543       if (!RHS.isNegative())
5544         Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
5545       break;
5546     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5547       // (float)int > 4.4    --> int > 4
5548       // (float)int > -4.4   --> true
5549       if (RHS.isNegative())
5550         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5551       break;
5552     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5553       // (float)int > 4.4    --> int > 4
5554       // (float)int > -4.4   --> int >= -4
5555       if (RHS.isNegative())
5556         Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
5557       break;
5558     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5559       // (float)int >= -4.4   --> true
5560       // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5561       if (!RHS.isNegative())
5562         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5563       Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
5564       break;
5565     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5566       // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
5567       // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5568       if (!RHS.isNegative())
5569         Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
5570       break;
5571     }
5572   }
5573
5574   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
5575   // comparison.
5576   return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
5577 }
5578
5579 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
5580   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5581   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5582
5583   // Fold trivial predicates.
5584   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
5585     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5586   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
5587     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5588   
5589   // Simplify 'fcmp pred X, X'
5590   if (Op0 == Op1) {
5591     switch (I.getPredicate()) {
5592     default: assert(0 && "Unknown predicate!");
5593     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
5594     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
5595     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
5596       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5597     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
5598     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
5599     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
5600       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5601       
5602     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
5603     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
5604     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
5605     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
5606       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
5607       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
5608       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5609       return &I;
5610       
5611     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
5612     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
5613     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
5614     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
5615       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
5616       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
5617       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5618       return &I;
5619     }
5620   }
5621     
5622   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
5623     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5624
5625   // Handle fcmp with constant RHS
5626   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5627     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
5628     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
5629       if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
5630         if (FCmpInst::isOrdered(I.getPredicate()))   // True if ordered and...
5631           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5632         assert(FCmpInst::isUnordered(I.getPredicate()) &&
5633                "Comparison must be either ordered or unordered!");
5634         // True if unordered.
5635         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5636       }
5637     }
5638     
5639     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5640       switch (LHSI->getOpcode()) {
5641       case Instruction::PHI:
5642         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5643         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5644         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5645         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5646           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5647             return NV;
5648         break;
5649       case Instruction::SIToFP:
5650       case Instruction::UIToFP:
5651         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
5652           return NV;
5653         break;
5654       case Instruction::Select:
5655         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5656         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5657         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5658         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5659         if (LHSI->hasOneUse()) {
5660           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5661             // Fold the known value into the constant operand.
5662             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5663             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5664             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5665                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
5666                                                       I.getName()), I);
5667           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5668             // Fold the known value into the constant operand.
5669             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5670             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5671             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5672                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
5673                                                       I.getName()), I);
5674           }
5675         }
5676
5677         if (Op1)
5678           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5679         break;
5680       }
5681   }
5682
5683   return Changed ? &I : 0;
5684 }
5685
5686 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
5687   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5688   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5689   const Type *Ty = Op0->getType();
5690
5691   // icmp X, X
5692   if (Op0 == Op1)
5693     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5694                                                    I.isTrueWhenEqual()));
5695
5696   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
5697     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5698   
5699   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
5700   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
5701   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
5702        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
5703       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
5704        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
5705     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5706                                                    !I.isTrueWhenEqual()));
5707
5708   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
5709   if (Ty == Type::Int1Ty) {
5710     switch (I.getPredicate()) {
5711     default: assert(0 && "Invalid icmp instruction!");
5712     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
5713       Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
5714       InsertNewInstBefore(Xor, I);
5715       return BinaryOperator::CreateNot(Xor);
5716     }
5717     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
5718       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
5719
5720     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5721       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
5722       // FALL THROUGH
5723     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
5724       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5725       InsertNewInstBefore(Not, I);
5726       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
5727     }
5728     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5729       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
5730       // FALL THROUGH
5731     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
5732       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
5733       InsertNewInstBefore(Not, I);
5734       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
5735     }
5736     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5737       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
5738       // FALL THROUGH
5739     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
5740       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5741       InsertNewInstBefore(Not, I);
5742       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
5743     }
5744     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5745       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
5746       // FALL THROUGH
5747     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
5748       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
5749       InsertNewInstBefore(Not, I);
5750       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
5751     }
5752     }
5753   }
5754
5755   // See if we are doing a comparison with a constant.
5756   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5757     Value *A, *B;
5758     
5759     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
5760     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
5761         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5762       // (icmp cond A B) if cond is equality
5763       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
5764     }
5765     
5766     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
5767     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
5768     // them being folded in the code below.
5769     switch (I.getPredicate()) {
5770     default: break;
5771     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5772       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
5773         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5774       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, AddOne(CI));
5775     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5776       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
5777         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5778       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0, AddOne(CI));
5779     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5780       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
5781         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5782       return new ICmpInst( ICmpInst::ICMP_UGT, Op0, SubOne(CI));
5783     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5784       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
5785         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5786       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0, SubOne(CI));
5787     }
5788     
5789     // See if we can fold the comparison based on range information we can get
5790     // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
5791     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
5792     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
5793     
5794     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
5795     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
5796     bool UnusedBit;
5797     bool isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
5798     
5799     if (SimplifyDemandedBits(Op0, 
5800                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
5801                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
5802                              KnownZero, KnownOne, 0))
5803       return &I;
5804         
5805     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
5806     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
5807     // EQ and NE we use unsigned values.
5808     APInt Min(BitWidth, 0), Max(BitWidth, 0);
5809     if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate()))
5810       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, Max);
5811     else
5812       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne,Min,Max);
5813     
5814     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
5815     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
5816     // that code below can assume that Min != Max.
5817     if (Min == Max)
5818       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(),
5819                                                           ConstantInt::get(Min),
5820                                                           CI));
5821     
5822     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
5823     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8  is always true.
5824     const APInt &RHSVal = CI->getValue();
5825     switch (I.getPredicate()) {  // LE/GE have been folded already.
5826     default: assert(0 && "Unknown icmp opcode!");
5827     case ICmpInst::ICMP_EQ:
5828       if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5829         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5830       break;
5831     case ICmpInst::ICMP_NE:
5832       if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5833         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5834       break;
5835     case ICmpInst::ICMP_ULT:
5836       if (Max.ult(RHSVal))                    // A <u C -> true iff max(A) < C
5837         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5838       if (Min.uge(RHSVal))                    // A <u C -> false iff min(A) >= C
5839         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5840       if (RHSVal == Max)                      // A <u MAX -> A != MAX
5841         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5842       if (RHSVal == Min+1)                    // A <u MIN+1 -> A == MIN
5843         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5844         
5845       // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
5846       if (CI->isMinValue(true))
5847         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
5848                             ConstantInt::getAllOnesValue(Op0->getType()));
5849       break;
5850     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5851       if (Min.ugt(RHSVal))                    // A >u C -> true iff min(A) > C
5852         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5853       if (Max.ule(RHSVal))                    // A >u C -> false iff max(A) <= C
5854         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5855         
5856       if (RHSVal == Min)                      // A >u MIN -> A != MIN
5857         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5858       if (RHSVal == Max-1)                    // A >u MAX-1 -> A == MAX
5859         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5860       
5861       // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
5862       if (CI->isMaxValue(true))
5863         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
5864                             ConstantInt::getNullValue(Op0->getType()));
5865       break;
5866     case ICmpInst::ICMP_SLT:
5867       if (Max.slt(RHSVal))                    // A <s C -> true iff max(A) < C
5868         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5869       if (Min.sge(RHSVal))                    // A <s C -> false iff min(A) >= C
5870         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5871       if (RHSVal == Max)                      // A <s MAX -> A != MAX
5872         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5873       if (RHSVal == Min+1)                    // A <s MIN+1 -> A == MIN
5874         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5875       break;
5876     case ICmpInst::ICMP_SGT: 
5877       if (Min.sgt(RHSVal))                    // A >s C -> true iff min(A) > C
5878         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5879       if (Max.sle(RHSVal))                    // A >s C -> false iff max(A) <= C
5880         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5881         
5882       if (RHSVal == Min)                      // A >s MIN -> A != MIN
5883         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5884       if (RHSVal == Max-1)                    // A >s MAX-1 -> A == MAX
5885         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5886       break;
5887     }
5888   }
5889
5890   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
5891   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
5892   // any other folding. This helps out other analyses which understand
5893   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
5894   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
5895   // operands has at least one user besides the compare (the select),
5896   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
5897   if (I.hasOneUse())
5898     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
5899       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
5900           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
5901         return 0;
5902
5903   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
5904   // can be folded into the comparison.
5905   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5906     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
5907     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
5908     // instruction can be folded into the icmp 
5909     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5910       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
5911         return Res;
5912   }
5913
5914   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
5915   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5916     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5917       switch (LHSI->getOpcode()) {
5918       case Instruction::GetElementPtr:
5919         if (RHSC->isNullValue()) {
5920           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
5921           bool isAllZeros = true;
5922           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
5923             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
5924                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
5925               isAllZeros = false;
5926               break;
5927             }
5928           if (isAllZeros)
5929             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
5930                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
5931         }
5932         break;
5933
5934       case Instruction::PHI:
5935         // Only fold icmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5936         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5937         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5938         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5939           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5940             return NV;
5941         break;
5942       case Instruction::Select: {
5943         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5944         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5945         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5946         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5947         if (LHSI->hasOneUse()) {
5948           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5949             // Fold the known value into the constant operand.
5950             Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5951             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5952             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5953                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
5954                                                    I.getName()), I);
5955           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5956             // Fold the known value into the constant operand.
5957             Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5958             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5959             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5960                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
5961                                                    I.getName()), I);
5962           }
5963         }
5964
5965         if (Op1)
5966           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5967         break;
5968       }
5969       case Instruction::Malloc:
5970         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
5971         // can assume it is successful and remove the malloc.
5972         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
5973           AddToWorkList(LHSI);
5974           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5975                                                          !I.isTrueWhenEqual()));
5976         }
5977         break;
5978       }
5979   }
5980
5981   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
5982   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
5983     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
5984       return NI;
5985   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
5986     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
5987                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
5988       return NI;
5989
5990   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
5991   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
5992   // now.
5993   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
5994     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
5995         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
5996       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
5997       // operand, where it can often be eliminated completely.
5998       Op0 = CI->getOperand(0);
5999
6000       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
6001       // so eliminate it as well.
6002       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
6003         Op1 = CI2->getOperand(0);
6004
6005       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
6006       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
6007         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6008           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
6009         } else {
6010           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
6011           Op1 = InsertBitCastBefore(Op1, Op0->getType(), I);
6012         }
6013       }
6014       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
6015     }
6016   }
6017   
6018   if (isa<CastInst>(Op0)) {
6019     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
6020     // This comes up when you have code like
6021     //   int X = A < B;
6022     //   if (X) ...
6023     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
6024     // with a constant or another cast from the same type.
6025     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
6026       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
6027         return R;
6028   }
6029   
6030   // See if it's the same type of instruction on the left and right.
6031   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6032     if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
6033       if (Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && Op0I->hasOneUse() &&
6034           Op1I->hasOneUse() && Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
6035           I.isEquality()) {
6036         switch (Op0I->getOpcode()) {
6037         default: break;
6038         case Instruction::Add:
6039         case Instruction::Sub:
6040         case Instruction::Xor:
6041           // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
6042           return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0I->getOperand(0),
6043                               Op1I->getOperand(0));
6044           break;
6045         case Instruction::Mul:
6046           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6047             // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
6048             // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
6049             if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
6050               const APInt &AP = CI->getValue();
6051               ConstantInt *Mask = ConstantInt::get(
6052                                       APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
6053                                                            AP.getBitWidth() -
6054                                                       AP.countTrailingZeros()));
6055               Instruction *And1 = BinaryOperator::CreateAnd(Op0I->getOperand(0),
6056                                                             Mask);
6057               Instruction *And2 = BinaryOperator::CreateAnd(Op1I->getOperand(0),
6058                                                             Mask);
6059               InsertNewInstBefore(And1, I);
6060               InsertNewInstBefore(And2, I);
6061               return new ICmpInst(I.getPredicate(), And1, And2);
6062             }
6063           }
6064           break;
6065         }
6066       }
6067     }
6068   }
6069   
6070   // ~x < ~y --> y < x
6071   { Value *A, *B;
6072     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A))) &&
6073         match(Op1, m_Not(m_Value(B))))
6074       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, A);
6075   }
6076   
6077   if (I.isEquality()) {
6078     Value *A, *B, *C, *D;
6079     
6080     // -x == -y --> x == y
6081     if (match(Op0, m_Neg(m_Value(A))) &&
6082         match(Op1, m_Neg(m_Value(B))))
6083       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
6084     
6085     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
6086       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
6087         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
6088         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6089                             Constant::getNullValue(A->getType()));
6090       }
6091
6092       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6093         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
6094         ConstantInt *C1, *C2;
6095         if (match(B, m_ConstantInt(C1)) &&
6096             match(D, m_ConstantInt(C2)) && Op1->hasOneUse()) {
6097           Constant *NC = ConstantInt::get(C1->getValue() ^ C2->getValue());
6098           Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(C, NC, "tmp");
6099           return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
6100                               InsertNewInstBefore(Xor, I));
6101         }
6102         
6103         // A^B == A^D -> B == D
6104         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
6105         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
6106         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
6107         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
6108       }
6109     }
6110     
6111     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
6112         (A == Op0 || B == Op0)) {
6113       // A == (A^B)  ->  B == 0
6114       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
6115       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6116                           Constant::getNullValue(A->getType()));
6117     }
6118
6119     // (A-B) == A  ->  B == 0
6120     if (match(Op0, m_Sub(m_Specific(Op1), m_Value(B))))
6121       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, 
6122                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6123
6124     // A == (A-B)  ->  B == 0
6125     if (match(Op1, m_Sub(m_Specific(Op0), m_Value(B))))
6126       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
6127                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6128     
6129     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
6130     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
6131         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
6132         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6133       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
6134       
6135       if (A == C) {
6136         X = B; Y = D; Z = A;
6137       } else if (A == D) {
6138         X = B; Y = C; Z = A;
6139       } else if (B == C) {
6140         X = A; Y = D; Z = B;
6141       } else if (B == D) {
6142         X = A; Y = C; Z = B;
6143       }
6144       
6145       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
6146         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(X, Y, "tmp"), I);
6147         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
6148         I.setOperand(0, Op1);
6149         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
6150         return &I;
6151       }
6152     }
6153   }
6154   return Changed ? &I : 0;
6155 }
6156
6157
6158 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
6159 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
6160 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
6161                                           ConstantInt *DivRHS) {
6162   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6163   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
6164   
6165   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
6166   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
6167   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
6168   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
6169   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
6170   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
6171   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
6172   // if it finds it. 
6173   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
6174   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
6175     return 0;
6176   if (DivRHS->isZero())
6177     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
6178   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
6179     return 0; // The overflow computation also screws up here
6180   if (DivRHS->isOne())
6181     return 0; // Not worth bothering, and eliminates some funny cases
6182               // with INT_MIN.
6183
6184   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
6185   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
6186   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
6187   // instead of computing a divide. 
6188   ConstantInt *Prod = Multiply(CmpRHS, DivRHS);
6189
6190   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
6191   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
6192   // as in the LHS instruction that we're folding. 
6193   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
6194                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
6195
6196   // Get the ICmp opcode
6197   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
6198
6199   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
6200   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
6201   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
6202   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
6203   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
6204   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
6205   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
6206   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
6207   ConstantInt *LoBound = 0, *HiBound = 0;
6208   
6209   if (!DivIsSigned) {  // udiv
6210     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
6211     LoBound = Prod;
6212     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6213     if (!HiOverflow)
6214       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, false);
6215   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
6216     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
6217       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
6218       LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
6219       HiBound = DivRHS;
6220     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
6221       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
6222       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6223       if (!HiOverflow)
6224         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
6225     } else {                       // (X / pos) op neg
6226       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
6227       HiBound = AddOne(Prod);
6228       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6229       if (!LoOverflow) {
6230         ConstantInt* DivNeg = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6231         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg,
6232                                      true) ? -1 : 0;
6233        }
6234     }
6235   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
6236     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
6237       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
6238       LoBound = AddOne(DivRHS);
6239       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6240       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
6241         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
6242         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
6243       }
6244     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
6245       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
6246       HiBound = AddOne(Prod);
6247       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6248       if (!LoOverflow)
6249         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivRHS, true) ? -1 : 0;
6250     } else {                       // (X / neg) op neg
6251       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
6252       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
6253       if (!HiOverflow)
6254         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
6255     }
6256     
6257     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
6258     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
6259   }
6260
6261   Value *X = DivI->getOperand(0);
6262   switch (Pred) {
6263   default: assert(0 && "Unhandled icmp opcode!");
6264   case ICmpInst::ICMP_EQ:
6265     if (LoOverflow && HiOverflow)
6266       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6267     else if (HiOverflow)
6268       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6269                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
6270     else if (LoOverflow)
6271       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6272                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
6273     else
6274       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
6275   case ICmpInst::ICMP_NE:
6276     if (LoOverflow && HiOverflow)
6277       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6278     else if (HiOverflow)
6279       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6280                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
6281     else if (LoOverflow)
6282       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6283                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6284     else
6285       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
6286   case ICmpInst::ICMP_ULT:
6287   case ICmpInst::ICMP_SLT:
6288     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
6289       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6290     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
6291       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6292     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
6293   case ICmpInst::ICMP_UGT:
6294   case ICmpInst::ICMP_SGT:
6295     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
6296       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6297     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
6298       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6299     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
6300       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6301     else
6302       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
6303   }
6304 }
6305
6306
6307 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
6308 ///
6309 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
6310                                                           Instruction *LHSI,
6311                                                           ConstantInt *RHS) {
6312   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
6313   
6314   switch (LHSI->getOpcode()) {
6315   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
6316     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
6317       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
6318       // fold the xor.
6319       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
6320           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
6321         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
6322         
6323         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
6324         // the operation, just stop using the Xor.
6325         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
6326           ICI.setOperand(0, CompareVal);
6327           AddToWorkList(LHSI);
6328           return &ICI;
6329         }
6330         
6331         // Was the old condition true if the operand is positive?
6332         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
6333         
6334         // If so, the new one isn't.
6335         isTrueIfPositive ^= true;
6336         
6337         if (isTrueIfPositive)
6338           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal, SubOne(RHS));
6339         else
6340           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal, AddOne(RHS));
6341       }
6342     }
6343     break;
6344   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
6345     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
6346         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6347       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6348       
6349       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
6350       // and/compare to be the input width without changing the value
6351       // produced, eliminating a cast.
6352       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
6353         // We can do this transformation if either the AND constant does not
6354         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
6355         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
6356         // bit would not work.
6357         if (Cast->hasOneUse() &&
6358             (ICI.isEquality() ||
6359              (AndCST->getValue().isNonNegative() && RHSV.isNonNegative()))) {
6360           uint32_t BitWidth = 
6361             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
6362           APInt NewCST = AndCST->getValue();
6363           NewCST.zext(BitWidth);
6364           APInt NewCI = RHSV;
6365           NewCI.zext(BitWidth);
6366           Instruction *NewAnd = 
6367             BinaryOperator::CreateAnd(Cast->getOperand(0),
6368                                       ConstantInt::get(NewCST),LHSI->getName());
6369           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6370           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
6371                               ConstantInt::get(NewCI));
6372         }
6373       }
6374       
6375       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
6376       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
6377       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
6378       // access.
6379       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
6380       if (Shift && !Shift->isShift())
6381         Shift = 0;
6382       
6383       ConstantInt *ShAmt;
6384       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
6385       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
6386       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
6387       
6388       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
6389       // into the mask.  This can only happen with signed shift
6390       // rights, as they sign-extend.
6391       if (ShAmt) {
6392         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
6393         if (!CanFold) {
6394           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
6395           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
6396           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6397           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
6398           
6399           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
6400           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
6401                AndCST->getValue()) == 0)
6402             CanFold = true;
6403         }
6404         
6405         if (CanFold) {
6406           Constant *NewCst;
6407           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6408             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
6409           else
6410             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
6411           
6412           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
6413           // compared.
6414           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != RHS) {
6415             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
6416             // As a special case, check to see if this means that the
6417             // result is always true or false now.
6418             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6419               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6420             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6421               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6422           } else {
6423             ICI.setOperand(1, NewCst);
6424             Constant *NewAndCST;
6425             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6426               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
6427             else
6428               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
6429             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
6430             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
6431             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
6432             AddUsesToWorkList(ICI);
6433             return &ICI;
6434           }
6435         }
6436       }
6437       
6438       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
6439       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
6440       // of a loop if Y is invariant and X is not.
6441       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
6442           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
6443           isa<Instruction>(Shift->getOperand(0))) {
6444         // Compute C << Y.
6445         Value *NS;
6446         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
6447           NS = BinaryOperator::CreateShl(AndCST, 
6448                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
6449         } else {
6450           // Insert a logical shift.
6451           NS = BinaryOperator::CreateLShr(AndCST,
6452                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
6453         }
6454         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
6455         
6456         // Compute X & (C << Y).
6457         Instruction *NewAnd = 
6458           BinaryOperator::CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
6459         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6460         
6461         ICI.setOperand(0, NewAnd);
6462         return &ICI;
6463       }
6464     }
6465     break;
6466     
6467   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
6468     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6469     if (!ShAmt) break;
6470     
6471     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6472     
6473     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6474     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6475     // simplified.
6476     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6477       break;
6478     
6479     if (ICI.isEquality()) {
6480       // If we are comparing against bits always shifted out, the
6481       // comparison cannot succeed.
6482       Constant *Comp =
6483         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt), ShAmt);
6484       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
6485         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6486         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6487         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6488       }
6489       
6490       if (LHSI->hasOneUse()) {
6491         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6492         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6493         Constant *Mask =
6494           ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits-ShAmtVal));
6495         
6496         Instruction *AndI =
6497           BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6498                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
6499         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6500         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
6501                             ConstantInt::get(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
6502       }
6503     }
6504     
6505     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
6506     bool TrueIfSigned = false;
6507     if (LHSI->hasOneUse() &&
6508         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
6509       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
6510       Constant *Mask = ConstantInt::get(APInt(TypeBits, 1) <<
6511                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
6512       Instruction *AndI =
6513         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6514                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6515       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6516       
6517       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
6518                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
6519     }
6520     break;
6521   }
6522     
6523   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
6524   case Instruction::AShr: {
6525     // Only handle equality comparisons of shift-by-constant.
6526     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6527     if (!ShAmt || !ICI.isEquality()) break;
6528
6529     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6530     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6531     // simplified.
6532     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6533     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6534       break;
6535     
6536     uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6537       
6538     // If we are comparing against bits always shifted out, the
6539     // comparison cannot succeed.
6540     APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
6541     if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
6542       Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
6543     else
6544       Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
6545     
6546     if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
6547       bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6548       Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6549       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6550     }
6551     
6552     // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
6553     // If so, we can compare against the unshifted value:
6554     //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
6555     if (LHSI->hasOneUse() &&
6556         MaskedValueIsZero(LHSI->getOperand(0), 
6557                           APInt::getLowBitsSet(Comp.getBitWidth(), ShAmtVal))) {
6558       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6559                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
6560     }
6561       
6562     if (LHSI->hasOneUse()) {
6563       // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6564       APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
6565       Constant *Mask = ConstantInt::get(Val);
6566       
6567       Instruction *AndI =
6568         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6569                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6570       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6571       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
6572                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
6573     }
6574     break;
6575   }
6576     
6577   case Instruction::SDiv:
6578   case Instruction::UDiv:
6579     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
6580     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
6581     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
6582     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
6583     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
6584     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
6585     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
6586       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
6587                                           DivRHS))
6588         return R;
6589     break;
6590
6591   case Instruction::Add:
6592     // Fold: icmp pred (add, X, C1), C2
6593
6594     if (!ICI.isEquality()) {
6595       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6596       if (!LHSC) break;
6597       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
6598
6599       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
6600                             .subtract(LHSV);
6601
6602       if (ICI.isSignedPredicate()) {
6603         if (CR.getLower().isSignBit()) {
6604           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
6605                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
6606         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
6607           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
6608                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
6609         }
6610       } else {
6611         if (CR.getLower().isMinValue()) {
6612           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
6613                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
6614         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
6615           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
6616                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
6617         }
6618       }
6619     }
6620     break;
6621   }
6622   
6623   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
6624   if (ICI.isEquality()) {
6625     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6626     
6627     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
6628     // the second operand is a constant, simplify a bit.
6629     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
6630       switch (BO->getOpcode()) {
6631       case Instruction::SRem:
6632         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
6633         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
6634           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
6635           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
6636             Instruction *NewRem =
6637               BinaryOperator::CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
6638                                          BO->getName());
6639             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
6640             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem, 
6641                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
6642           }
6643         }
6644         break;
6645       case Instruction::Add:
6646         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
6647         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6648           if (BO->hasOneUse())
6649             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6650                                 Subtract(RHS, BOp1C));
6651         } else if (RHSV == 0) {
6652           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
6653           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
6654           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
6655           
6656           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
6657             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
6658           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
6659             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
6660           else if (BO->hasOneUse()) {
6661             Instruction *Neg = BinaryOperator::CreateNeg(BOp1);
6662             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
6663             Neg->takeName(BO);
6664             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
6665           }
6666         }
6667         break;
6668       case Instruction::Xor:
6669         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
6670         // the explicit xor.
6671         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
6672           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
6673                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
6674         
6675         // FALLTHROUGH
6676       case Instruction::Sub:
6677         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
6678         if (RHSV == 0)
6679           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6680                               BO->getOperand(1));
6681         break;
6682         
6683       case Instruction::Or:
6684         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
6685         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
6686         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
6687           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
6688           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
6689             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
6690                                                              isICMP_NE));
6691         }
6692         break;
6693         
6694       case Instruction::And:
6695         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6696           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
6697           // comparison can never succeed!
6698           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
6699             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
6700                                                              isICMP_NE));
6701           
6702           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
6703           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
6704             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
6705                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
6706                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
6707           
6708           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
6709           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
6710             Value *X = BO->getOperand(0);
6711             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
6712             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6713               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
6714             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
6715           }
6716           
6717           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
6718           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
6719             Value *X = BO->getOperand(0);
6720             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
6721             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6722               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
6723             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
6724           }
6725         }
6726       default: break;
6727       }
6728     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
6729       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
6730       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
6731         AddToWorkList(II);
6732         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
6733         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHSV.byteSwap()));
6734         return &ICI;
6735       }
6736     }
6737   } else {  // Not a ICMP_EQ/ICMP_NE
6738             // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
6739             // then since we know the RHS is a constant, try to simlify.
6740     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(LHSI)) {
6741       Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
6742       const Type *SrcTy = CastOp->getType();
6743       uint32_t SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
6744       if (SrcTy->isInteger() && 
6745           SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
6746         // If this is an unsigned comparison, try to make the comparison use
6747         // smaller constant values.
6748         if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSV.isSignBit()) {
6749           // X u< 128 => X s> -1
6750           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CastOp, 
6751                            ConstantInt::get(APInt::getAllOnesValue(SrcTySize)));
6752         } else if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
6753                    RHSV == APInt::getSignedMaxValue(SrcTySize)) {
6754           // X u> 127 => X s< 0
6755           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CastOp, 
6756                               Constant::getNullValue(SrcTy));
6757         }
6758       }
6759     }
6760   }
6761   return 0;
6762 }
6763
6764 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
6765 /// We only handle extending casts so far.
6766 ///
6767 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
6768   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
6769   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
6770   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
6771   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
6772   Value *RHSCIOp;
6773
6774   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
6775   // integer type is the same size as the pointer type.
6776   if (LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
6777       getTargetData().getPointerSizeInBits() == 
6778          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
6779     Value *RHSOp = 0;
6780     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
6781       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
6782     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
6783       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
6784       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
6785       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
6786         RHSOp = InsertBitCastBefore(RHSOp, LHSCIOp->getType(), ICI);
6787     }
6788
6789     if (RHSOp)
6790       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
6791   }
6792   
6793   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
6794   // Enforce this.
6795   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
6796       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
6797     return 0;
6798
6799   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
6800   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
6801
6802   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
6803     // Not an extension from the same type?
6804     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
6805     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
6806       return 0;
6807     
6808     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
6809     // and the other is a zext), then we can't handle this.
6810     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
6811       return 0;
6812
6813     // Deal with equality cases early.
6814     if (ICI.isEquality())
6815       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6816
6817     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
6818     // signed comparison.
6819     if (isSignedCmp && isSignedExt)
6820       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6821
6822     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
6823     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6824   }
6825
6826   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
6827   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6828   if (!CI)
6829     return 0;
6830
6831   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
6832   // reextended to DestTy.
6833   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
6834   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(), Res1, DestTy);
6835
6836   // If the re-extended constant didn't change...
6837   if (Res2 == CI) {
6838     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
6839     // For example, we might have:
6840     //    %A = sext short %X to uint
6841     //    %B = icmp ugt uint %A, 1330
6842     // It is incorrect to transform this into 
6843     //    %B = icmp ugt short %X, 1330 
6844     // because %A may have negative value. 
6845     //
6846     // However, we allow this when the compare is EQ/NE, because they are
6847     // signless.
6848     if (isSignedExt == isSignedCmp || ICI.isEquality())
6849       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
6850     return 0;
6851   }
6852
6853   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
6854   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
6855
6856   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
6857   // point so handle the ICI.isEquality() cases
6858   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6859     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6860   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6861     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6862
6863   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
6864   // should have been folded away previously and not enter in here.
6865   Value *Result;
6866   if (isSignedCmp) {
6867     // We're performing a signed comparison.
6868     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
6869       Result = ConstantInt::getFalse();          // X < (small) --> false
6870     else
6871       Result = ConstantInt::getTrue();           // X < (large) --> true
6872   } else {
6873     // We're performing an unsigned comparison.
6874     if (isSignedExt) {
6875       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
6876       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
6877       Constant *NegOne = ConstantInt::getAllOnesValue(SrcTy);
6878       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHSCIOp,
6879                                    NegOne, ICI.getName()), ICI);
6880     } else {
6881       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
6882       Result = ConstantInt::getTrue();
6883     }
6884   }
6885
6886   // Finally, return the value computed.
6887   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
6888       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
6889     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
6890
6891   assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
6892           ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
6893          "ICmp should be folded!");
6894   if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
6895     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
6896   return BinaryOperator::CreateNot(Result);
6897 }
6898
6899 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
6900   return commonShiftTransforms(I);
6901 }
6902
6903 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
6904   return commonShiftTransforms(I);
6905 }
6906
6907 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
6908   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
6909     return R;
6910   
6911   Value *Op0 = I.getOperand(0);
6912   
6913   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
6914   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
6915     if (CSI->isAllOnesValue())
6916       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
6917   
6918   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
6919   if (!isa<VectorType>(I.getType()) &&
6920       MaskedValueIsZero(Op0,
6921                       APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits())))
6922     return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, I.getOperand(1));
6923   
6924   return 0;
6925 }
6926
6927 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
6928   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
6929   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
6930
6931   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
6932   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
6933   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
6934       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
6935     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6936   
6937   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
6938     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
6939       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6940     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
6941       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6942   }
6943   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
6944     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
6945       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
6946     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
6947       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6948   }
6949
6950   // Try to fold constant and into select arguments.
6951   if (isa<Constant>(Op0))
6952     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
6953       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
6954         return R;
6955
6956   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
6957     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
6958       return Res;
6959   return 0;
6960 }
6961
6962 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
6963                                                BinaryOperator &I) {
6964   bool isLeftShift    = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
6965
6966   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
6967   // purpose is to compute bits we don't care about.
6968   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6969   APInt KnownZero(TypeBits, 0), KnownOne(TypeBits, 0);
6970   if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(TypeBits),
6971                            KnownZero, KnownOne))
6972     return &I;
6973   
6974   // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
6975   // of a signed value.
6976   //
6977   if (Op1->uge(TypeBits)) {
6978     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
6979       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
6980     else {
6981       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
6982       return &I;
6983     }
6984   }
6985   
6986   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
6987   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
6988     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
6989       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
6990         return BinaryOperator::CreateMul(BO->getOperand(0),
6991                                          ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
6992   
6993   // Try to fold constant and into select arguments.
6994   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
6995     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
6996       return R;
6997   if (isa<PHINode>(Op0))
6998     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
6999       return NV;
7000   
7001   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
7002   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
7003     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
7004     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
7005     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
7006     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
7007     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
7008     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
7009     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
7010         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
7011       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
7012       Constant *ShAmt = ConstantExpr::getZExt(Op1, TrOp->getType());
7013       Instruction *NSh = BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,
7014                                                 I.getName());
7015       InsertNewInstBefore(NSh, I); // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
7016
7017       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
7018       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
7019       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
7020       // other xforms later if dead.
7021       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7022       unsigned DstSize = TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7023       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
7024       
7025       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
7026       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
7027       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
7028       // mask as appropriate.
7029       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
7030         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
7031       else {
7032         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
7033         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
7034       }
7035
7036       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(NSh, ConstantInt::get(MaskV),
7037                                                    TI->getName());
7038       InsertNewInstBefore(And, I); // shift1 & 0x00FF
7039
7040       // Return the value truncated to the interesting size.
7041       return new TruncInst(And, I.getType());
7042     }
7043   }
7044   
7045   if (Op0->hasOneUse()) {
7046     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
7047       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7048       Value *V1, *V2;
7049       ConstantInt *CC;
7050       switch (Op0BO->getOpcode()) {
7051         default: break;
7052         case Instruction::Add:
7053         case Instruction::And:
7054         case Instruction::Or:
7055         case Instruction::Xor: {
7056           // These operators commute.
7057           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7058           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
7059               match(Op0BO->getOperand(1), m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)))){
7060             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7061                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
7062                                             Op0BO->getName());
7063             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7064             Instruction *X = 
7065               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
7066                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
7067             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7068             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7069             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(
7070                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7071           }
7072           
7073           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
7074           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
7075           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
7076               match(Op0BOOp1, 
7077                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)),
7078                           m_ConstantInt(CC))) &&
7079               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7080             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7081                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
7082                                                      Op0BO->getName());
7083             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7084             Instruction *XM =
7085               BinaryOperator::CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
7086                                         V1->getName()+".mask");
7087             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7088             
7089             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
7090           }
7091         }
7092           
7093         // FALL THROUGH.
7094         case Instruction::Sub: {
7095           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7096           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7097               match(Op0BO->getOperand(0), m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)))){
7098             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7099                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7100                                                      Op0BO->getName());
7101             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7102             Instruction *X =
7103               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
7104                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
7105             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7106             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7107             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(
7108                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7109           }
7110           
7111           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
7112           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7113               match(Op0BO->getOperand(0),
7114                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
7115                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
7116               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
7117                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7118             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7119                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7120                                                      Op0BO->getName());
7121             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7122             Instruction *XM =
7123               BinaryOperator::CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
7124                                         V1->getName()+".mask");
7125             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7126             
7127             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
7128           }
7129           
7130           break;
7131         }
7132       }
7133       
7134       
7135       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
7136       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
7137       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
7138         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
7139         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
7140         
7141         switch (Op0BO->getOpcode()) {
7142           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
7143           case Instruction::Add:
7144             isValid = isLeftShift;
7145             break;
7146           case Instruction::Or:
7147           case Instruction::Xor:
7148             highBitSet = false;
7149             break;
7150           case Instruction::And:
7151             highBitSet = true;
7152             break;
7153         }
7154         
7155         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
7156         // by the logical operation, do not perform the transformation.
7157         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
7158         // the constant which would cause it to be modified for this
7159         // operation.
7160         //
7161         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
7162           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
7163         
7164         if (isValid) {
7165           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
7166           
7167           Instruction *NewShift =
7168             BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
7169           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
7170           NewShift->takeName(Op0BO);
7171           
7172           return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
7173                                         NewRHS);
7174         }
7175       }
7176     }
7177   }
7178   
7179   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
7180   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
7181   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
7182     ShiftOp = 0;
7183   
7184   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
7185     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
7186     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
7187     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7188     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
7189     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
7190     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
7191     
7192     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
7193     if (AmtSum > TypeBits)
7194       AmtSum = TypeBits;
7195     
7196     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
7197     
7198     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
7199     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
7200       return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), X,
7201                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7202     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
7203                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
7204       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
7205       return BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7206     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
7207                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7208       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
7209       Instruction *Shift =
7210         BinaryOperator::CreateAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7211       InsertNewInstBefore(Shift, I);
7212
7213       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7214       return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7215     }
7216     
7217     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
7218     // right.  See if the amounts are equal.
7219     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
7220       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
7221       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7222         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7223         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
7224       }
7225       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
7226       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7227         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7228         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
7229       }
7230       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
7231       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
7232       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
7233       // generators.
7234       const Type *SExtType = 0;
7235       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
7236       case 1  :
7237       case 8  :
7238       case 16 :
7239       case 32 :
7240       case 64 :
7241       case 128:
7242         SExtType = IntegerType::get(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
7243         break;
7244       default: break;
7245       }
7246       if (SExtType) {
7247         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
7248         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
7249         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
7250       }
7251       // Otherwise, we can't handle it yet.
7252     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
7253       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
7254       
7255       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
7256       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7257         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7258                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7259         Instruction *Shift =
7260           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7261         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7262         
7263         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7264         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7265       }
7266       
7267       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
7268       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7269         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7270         Instruction *Shift =
7271           BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7272         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7273         
7274         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7275         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7276       }
7277       
7278       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
7279     } else {
7280       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
7281       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
7282
7283       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
7284       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7285         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7286                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7287         Instruction *Shift =
7288           BinaryOperator::Create(ShiftOp->getOpcode(), X,
7289                                  ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7290         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7291         
7292         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7293         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7294       }
7295       
7296       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
7297       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7298         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7299         Instruction *Shift =
7300           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7301         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7302         
7303         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7304         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7305       }
7306       
7307       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
7308     }
7309   }
7310   return 0;
7311 }
7312
7313
7314 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
7315 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
7316 /// X*Scale+Offset.
7317 ///
7318 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
7319                                         int &Offset) {
7320   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
7321   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
7322     Offset = CI->getZExtValue();
7323     Scale  = 0;
7324     return ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
7325   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
7326     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7327       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
7328         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
7329         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
7330         Offset = 0;
7331         return I->getOperand(0);
7332       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
7333         // This value is scaled by 'RHS'.
7334         Scale = RHS->getZExtValue();
7335         Offset = 0;
7336         return I->getOperand(0);
7337       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
7338         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
7339         // where C1 is divisible by C2.
7340         unsigned SubScale;
7341         Value *SubVal = 
7342           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
7343         Offset += RHS->getZExtValue();
7344         Scale = SubScale;
7345         return SubVal;
7346       }
7347     }
7348   }
7349
7350   // Otherwise, we can't look past this.
7351   Scale = 1;
7352   Offset = 0;
7353   return Val;
7354 }
7355
7356
7357 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
7358 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
7359 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
7360                                                    AllocationInst &AI) {
7361   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
7362   
7363   // Remove any uses of AI that are dead.
7364   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
7365   
7366   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
7367     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
7368     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
7369       while (UI != E && *UI == User)
7370         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
7371       
7372       ++NumDeadInst;
7373       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
7374       EraseInstFromFunction(*User);
7375     }
7376   }
7377   
7378   // Get the type really allocated and the type casted to.
7379   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
7380   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
7381   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
7382
7383   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
7384   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
7385   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
7386
7387   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
7388   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
7389   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
7390   if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
7391
7392   uint64_t AllocElTySize = TD->getABITypeSize(AllocElTy);
7393   uint64_t CastElTySize = TD->getABITypeSize(CastElTy);
7394   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
7395
7396   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
7397   // size argument.
7398   unsigned ArraySizeScale;
7399   int ArrayOffset;
7400   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
7401     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
7402  
7403   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
7404   // do the xform.
7405   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
7406       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
7407
7408   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
7409   Value *Amt = 0;
7410   if (Scale == 1) {
7411     Amt = NumElements;
7412   } else {
7413     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
7414     Amt = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Scale);
7415     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
7416       Amt = Multiply(cast<ConstantInt>(NumElements), cast<ConstantInt>(Amt));
7417     // otherwise multiply the amount and the number of elements
7418     else if (Scale != 1) {
7419       Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateMul(Amt, NumElements, "tmp");
7420       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7421     }
7422   }
7423   
7424   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
7425     Value *Off = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Offset, true);
7426     Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateAdd(Amt, Off, "tmp");
7427     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7428   }
7429   
7430   AllocationInst *New;
7431   if (isa<MallocInst>(AI))
7432     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7433   else
7434     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7435   InsertNewInstBefore(New, AI);
7436   New->takeName(&AI);
7437   
7438   // If the allocation has multiple uses, insert a cast and change all things
7439   // that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it will
7440   // die soon.
7441   if (!AI.hasOneUse()) {
7442     AddUsesToWorkList(AI);
7443     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
7444     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
7445     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
7446     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
7447     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
7448   }
7449   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
7450 }
7451
7452 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
7453 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
7454 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
7455 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
7456 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
7457 ///
7458 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
7459 /// extension operation if Ty is larger.
7460 ///
7461 /// If CastOpc is a truncation, then Ty will be a type smaller than V.  We
7462 /// should return true if trunc(V) can be computed by computing V in the smaller
7463 /// type.  If V is an instruction, then trunc(inst(x,y)) can be computed as
7464 /// inst(trunc(x),trunc(y)), which only makes sense if x and y can be
7465 /// efficiently truncated.
7466 ///
7467 /// If CastOpc is a sext or zext, we are asking if the low bits of the value can
7468 /// bit computed in a larger type, which is then and'd or sext_in_reg'd to get
7469 /// the final result.
7470 bool InstCombiner::CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
7471                                               unsigned CastOpc,
7472                                               int &NumCastsRemoved) {
7473   // We can always evaluate constants in another type.
7474   if (isa<ConstantInt>(V))
7475     return true;
7476   
7477   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
7478   if (!I) return false;
7479   
7480   const IntegerType *OrigTy = cast<IntegerType>(V->getType());
7481   
7482   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
7483   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
7484     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
7485     // it, and this will remove a cast overall.
7486     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
7487       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
7488       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
7489       // casts first.
7490       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)) && I->hasOneUse())
7491         ++NumCastsRemoved;
7492       return true;
7493     }
7494   }
7495
7496   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
7497   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
7498   if (!I->hasOneUse()) return false;
7499
7500   switch (I->getOpcode()) {
7501   case Instruction::Add:
7502   case Instruction::Sub:
7503   case Instruction::Mul:
7504   case Instruction::And:
7505   case Instruction::Or:
7506   case Instruction::Xor:
7507     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
7508     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7509                                       NumCastsRemoved) &&
7510            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7511                                       NumCastsRemoved);
7512
7513   case Instruction::Shl:
7514     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
7515     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
7516     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7517       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
7518       if (BitWidth < OrigTy->getBitWidth() && 
7519           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
7520         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7521                                           NumCastsRemoved);
7522     }
7523     break;
7524   case Instruction::LShr:
7525     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
7526     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
7527     // already zeros.
7528     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7529       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getBitWidth();
7530       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
7531       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
7532           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
7533             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
7534           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
7535         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7536                                           NumCastsRemoved);
7537       }
7538     }
7539     break;
7540   case Instruction::ZExt:
7541   case Instruction::SExt:
7542   case Instruction::Trunc:
7543     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
7544     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
7545     // of casts in the input.
7546     if (I->getOpcode() == CastOpc)
7547       return true;
7548     break;
7549   case Instruction::Select: {
7550     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
7551     return CanEvaluateInDifferentType(SI->getTrueValue(), Ty, CastOpc,
7552                                       NumCastsRemoved) &&
7553            CanEvaluateInDifferentType(SI->getFalseValue(), Ty, CastOpc,
7554                                       NumCastsRemoved);
7555   }
7556   case Instruction::PHI: {
7557     // We can change a phi if we can change all operands.
7558     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
7559     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
7560       if (!CanEvaluateInDifferentType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CastOpc,
7561                                       NumCastsRemoved))
7562         return false;
7563     return true;
7564   }
7565   default:
7566     // TODO: Can handle more cases here.
7567     break;
7568   }
7569   
7570   return false;
7571 }
7572
7573 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
7574 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
7575 /// evaluate the expression.
7576 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
7577                                              bool isSigned) {
7578   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
7579     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
7580
7581   // Otherwise, it must be an instruction.
7582   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
7583   Instruction *Res = 0;
7584   switch (I->getOpcode()) {
7585   case Instruction::Add:
7586   case Instruction::Sub:
7587   case Instruction::Mul:
7588   case Instruction::And:
7589   case Instruction::Or:
7590   case Instruction::Xor:
7591   case Instruction::AShr:
7592   case Instruction::LShr:
7593   case Instruction::Shl: {
7594     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
7595     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
7596     Res = BinaryOperator::Create((Instruction::BinaryOps)I->getOpcode(),
7597                                  LHS, RHS);
7598     break;
7599   }    
7600   case Instruction::Trunc:
7601   case Instruction::ZExt:
7602   case Instruction::SExt:
7603     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
7604     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
7605     // new.
7606     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
7607       return I->getOperand(0);
7608     
7609     // Otherwise, must be the same type of cast, so just reinsert a new one.
7610     Res = CastInst::Create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
7611                            Ty);
7612     break;
7613   case Instruction::Select: {
7614     Value *True = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
7615     Value *False = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(2), Ty, isSigned);
7616     Res = SelectInst::Create(I->getOperand(0), True, False);
7617     break;
7618   }
7619   case Instruction::PHI: {
7620     PHINode *OPN = cast<PHINode>(I);
7621     PHINode *NPN = PHINode::Create(Ty);
7622     for (unsigned i = 0, e = OPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
7623       Value *V =EvaluateInDifferentType(OPN->getIncomingValue(i), Ty, isSigned);
7624       NPN->addIncoming(V, OPN->getIncomingBlock(i));
7625     }
7626     Res = NPN;
7627     break;
7628   }
7629   default: 
7630     // TODO: Can handle more cases here.
7631     assert(0 && "Unreachable!");
7632     break;
7633   }
7634   
7635   Res->takeName(I);
7636   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
7637 }
7638
7639 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
7640 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
7641   Value *Src = CI.getOperand(0);
7642
7643   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
7644   // eliminate it now.
7645   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
7646     if (Instruction::CastOps opc = 
7647         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
7648       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
7649       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
7650       return CastInst::Create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
7651     }
7652   }
7653
7654   // If we are casting a select then fold the cast into the select
7655   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
7656     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
7657       return NV;
7658
7659   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
7660   if (isa<PHINode>(Src))
7661     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
7662       return NV;
7663   
7664   return 0;
7665 }
7666
7667 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
7668 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
7669   Value *Src = CI.getOperand(0);
7670   
7671   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
7672     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
7673     // this into a cast of the original pointer!
7674     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
7675       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
7676       // here because the pointer operand is being replaced with another 
7677       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
7678       AddToWorkList(GEP);
7679       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
7680       return &CI;
7681     }
7682     
7683     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
7684     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
7685     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
7686     // non-type-safe code.
7687     if (GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
7688       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
7689         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
7690         ConstantInt *OffsetV = cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
7691         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
7692         
7693         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
7694         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
7695         const Type *GEPIdxTy =
7696           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
7697         if (GEPIdxTy->isSized()) {
7698           SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
7699           
7700           // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
7701           // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
7702           // is something like [0 x {int, int}]
7703           const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
7704           int64_t FirstIdx = 0;
7705           if (int64_t TySize = TD->getABITypeSize(GEPIdxTy)) {
7706             FirstIdx = Offset/TySize;
7707             Offset %= TySize;
7708           
7709             // Handle silly modulus not returning values values [0..TySize).
7710             if (Offset < 0) {
7711               --FirstIdx;
7712               Offset += TySize;
7713               assert(Offset >= 0);
7714             }
7715             assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize &&"Out of range offset");
7716           }
7717           
7718           NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
7719
7720           // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
7721           while (Offset) {
7722             if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(GEPIdxTy)) {
7723               const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
7724               if (Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes()) {
7725                 unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
7726                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt));
7727               
7728                 Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
7729                 GEPIdxTy = STy->getElementType(Elt);
7730               } else {
7731                 // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7732                 Offset = 0;
7733                 OrigBase = 0;
7734               }
7735             } else if (isa<ArrayType>(GEPIdxTy) || isa<VectorType>(GEPIdxTy)) {
7736               const SequentialType *STy = cast<SequentialType>(GEPIdxTy);
7737               if (uint64_t EltSize = TD->getABITypeSize(STy->getElementType())){
7738                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
7739                 Offset %= EltSize;
7740               } else {
7741                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, 0));
7742               }
7743               GEPIdxTy = STy->getElementType();
7744             } else {
7745               // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7746               Offset = 0;
7747               OrigBase = 0;
7748             }
7749           }
7750           if (OrigBase) {
7751             // If we were able to index down into an element, create the GEP
7752             // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
7753             // two.
7754             Instruction *NGEP = GetElementPtrInst::Create(OrigBase, 
7755                                                           NewIndices.begin(),
7756                                                           NewIndices.end(), "");
7757             InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
7758             NGEP->takeName(GEP);
7759             
7760             if (isa<BitCastInst>(CI))
7761               return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
7762             assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
7763             return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
7764           }
7765         }
7766       }      
7767     }
7768   }
7769     
7770   return commonCastTransforms(CI);
7771 }
7772
7773
7774
7775 /// Only the TRUNC, ZEXT, SEXT, and BITCAST can both operand and result as
7776 /// integer types. This function implements the common transforms for all those
7777 /// cases.
7778 /// @brief Implement the transforms common to CastInst with integer operands
7779 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
7780   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
7781     return Result;
7782
7783   Value *Src = CI.getOperand(0);
7784   const Type *SrcTy = Src->getType();
7785   const Type *DestTy = CI.getType();
7786   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
7787   uint32_t DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
7788
7789   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
7790   // purpose is to compute bits we don't care about.
7791   APInt KnownZero(DestBitSize, 0), KnownOne(DestBitSize, 0);
7792   if (SimplifyDemandedBits(&CI, APInt::getAllOnesValue(DestBitSize),
7793                            KnownZero, KnownOne))
7794     return &CI;
7795
7796   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
7797   // can't do anything more. 
7798   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
7799   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
7800     return 0;
7801
7802   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
7803   int NumCastsRemoved = 0;
7804   if (!isa<BitCastInst>(CI) &&
7805       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, cast<IntegerType>(DestTy),
7806                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
7807     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
7808     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
7809     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
7810     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
7811     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
7812     // require that two casts have been eliminated.
7813     bool DoXForm;
7814     switch (CI.getOpcode()) {
7815     default:
7816       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
7817       // get here because of the check above.
7818       assert(0 && "Unknown cast type");
7819     case Instruction::Trunc:
7820       DoXForm = true;
7821       break;
7822     case Instruction::ZExt:
7823       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
7824       break;
7825     case Instruction::SExt:
7826       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
7827       break;
7828     }
7829     
7830     if (DoXForm) {
7831       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
7832                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
7833       assert(Res->getType() == DestTy);
7834       switch (CI.getOpcode()) {
7835       default: assert(0 && "Unknown cast type!");
7836       case Instruction::Trunc:
7837       case Instruction::BitCast:
7838         // Just replace this cast with the result.
7839         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
7840       case Instruction::ZExt: {
7841         // We need to emit an AND to clear the high bits.
7842         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
7843         Constant *C = ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
7844                                                             SrcBitSize));
7845         return BinaryOperator::CreateAnd(Res, C);
7846       }
7847       case Instruction::SExt:
7848         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
7849         return CastInst::Create(Instruction::SExt,
7850             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
7851                              CI), DestTy);
7852       }
7853     }
7854   }
7855   
7856   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
7857   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
7858
7859   switch (SrcI->getOpcode()) {
7860   case Instruction::Add:
7861   case Instruction::Mul:
7862   case Instruction::And:
7863   case Instruction::Or:
7864   case Instruction::Xor:
7865     // If we are discarding information, rewrite.
7866     if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
7867       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7868       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7869       // only be converting signedness, which is a noop.
7870       if (DestBitSize == SrcBitSize || 
7871           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy,TD) ||
7872           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7873         Instruction::CastOps opcode = CI.getOpcode();
7874         Value *Op0c = InsertCastBefore(opcode, Op0, DestTy, *SrcI);
7875         Value *Op1c = InsertCastBefore(opcode, Op1, DestTy, *SrcI);
7876         return BinaryOperator::Create(
7877             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7878       }
7879     }
7880
7881     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
7882     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
7883         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
7884         Op1 == ConstantInt::getTrue() &&
7885         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
7886       Value *New = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, CI);
7887       return BinaryOperator::CreateXor(New, ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
7888     }
7889     break;
7890   case Instruction::SDiv:
7891   case Instruction::UDiv:
7892   case Instruction::SRem:
7893   case Instruction::URem:
7894     // If we are just changing the sign, rewrite.
7895     if (DestBitSize == SrcBitSize) {
7896       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7897       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7898       // only be converting signedness, which is a noop.
7899       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) || 
7900           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7901         Value *Op0c = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, 
7902                                        Op0, DestTy, *SrcI);
7903         Value *Op1c = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, 
7904                                        Op1, DestTy, *SrcI);
7905         return BinaryOperator::Create(
7906           cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7907       }
7908     }
7909     break;
7910
7911   case Instruction::Shl:
7912     // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow 
7913     // changing the size of the shift, UNLESS the shift amount is a 
7914     // constant.  We must not change variable sized shifts to a smaller 
7915     // size, because it is undefined to shift more bits out than exist 
7916     // in the value.
7917     if (DestBitSize == SrcBitSize ||
7918         (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
7919       Instruction::CastOps opcode = (DestBitSize == SrcBitSize ?
7920           Instruction::BitCast : Instruction::Trunc);
7921       Value *Op0c = InsertCastBefore(opcode, Op0, DestTy, *SrcI);
7922       Value *Op1c = InsertCastBefore(opcode, Op1, DestTy, *SrcI);
7923       return BinaryOperator::CreateShl(Op0c, Op1c);
7924     }
7925     break;
7926   case Instruction::AShr:
7927     // If this is a signed shr, and if all bits shifted in are about to be
7928     // truncated off, turn it into an unsigned shr to allow greater
7929     // simplifications.
7930     if (DestBitSize < SrcBitSize &&
7931         isa<ConstantInt>(Op1)) {
7932       uint32_t ShiftAmt = cast<ConstantInt>(Op1)->getLimitedValue(SrcBitSize);
7933       if (SrcBitSize > ShiftAmt && SrcBitSize-ShiftAmt >= DestBitSize) {
7934         // Insert the new logical shift right.
7935         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, Op1);
7936       }
7937     }
7938     break;
7939   }
7940   return 0;
7941 }
7942
7943 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
7944   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7945     return Result;
7946   
7947   Value *Src = CI.getOperand(0);
7948   const Type *Ty = CI.getType();
7949   uint32_t DestBitWidth = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
7950   uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
7951   
7952   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src)) {
7953     switch (SrcI->getOpcode()) {
7954     default: break;
7955     case Instruction::LShr:
7956       // We can shrink lshr to something smaller if we know the bits shifted in
7957       // are already zeros.
7958       if (ConstantInt *ShAmtV = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1))) {
7959         uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
7960         
7961         // Get a mask for the bits shifting in.
7962         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
7963         Value* SrcIOp0 = SrcI->getOperand(0);
7964         if (SrcI->hasOneUse() && MaskedValueIsZero(SrcIOp0, Mask)) {
7965           if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
7966             return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
7967
7968           // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
7969           // shift.
7970           Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcIOp0, Ty, CI);
7971           Value *V2 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcI->getOperand(1),
7972                                        Ty, CI);
7973           return BinaryOperator::CreateLShr(V1, V2);
7974         }
7975       } else {     // This is a variable shr.
7976         
7977         // Turn 'trunc (lshr X, Y) to bool' into '(X & (1 << Y)) != 0'.  This is
7978         // more LLVM instructions, but allows '1 << Y' to be hoisted if
7979         // loop-invariant and CSE'd.
7980         if (CI.getType() == Type::Int1Ty && SrcI->hasOneUse()) {
7981           Value *One = ConstantInt::get(SrcI->getType(), 1);
7982
7983           Value *V = InsertNewInstBefore(
7984               BinaryOperator::CreateShl(One, SrcI->getOperand(1),
7985                                      "tmp"), CI);
7986           V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(V,
7987                                                             SrcI->getOperand(0),
7988                                                             "tmp"), CI);
7989           Value *Zero = Constant::getNullValue(V->getType());
7990           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, Zero);
7991         }
7992       }
7993       break;
7994     }
7995   }
7996   
7997   return 0;
7998 }
7999
8000 /// transformZExtICmp - Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations
8001 /// in order to eliminate the icmp.
8002 Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
8003                                              bool DoXform) {
8004   // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8005   // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8006   // cast to integer to avoid the comparison.
8007   if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
8008     const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
8009       
8010     // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
8011     // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
8012     if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8013         (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())) {
8014       if (!DoXform) return ICI;
8015
8016       Value *In = ICI->getOperand(0);
8017       Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
8018                                    In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
8019       In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In, Sh,
8020                                                         In->getName()+".lobit"),
8021                                CI);
8022       if (In->getType() != CI.getType())
8023         In = CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(),
8024                                          false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
8025
8026       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
8027         Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8028         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(In, One,
8029                                                          In->getName()+".not"),
8030                                  CI);
8031       }
8032
8033       return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8034     }
8035       
8036       
8037       
8038     // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8039     // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8040     // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8041     // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8042     // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8043     // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8044     // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8045     // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8046     if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
8047         // This only works for EQ and NE
8048         ICI->isEquality()) {
8049       // If Op1C some other power of two, convert:
8050       uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
8051       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
8052       APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
8053       ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
8054         
8055       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
8056       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
8057         if (!DoXform) return ICI;
8058
8059         bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8060         if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
8061           // (X&4) == 2 --> false
8062           // (X&4) != 2 --> true
8063           Constant *Res = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, isNE);
8064           Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
8065           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8066         }
8067           
8068         uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
8069         Value *In = ICI->getOperand(0);
8070         if (ShiftAmt) {
8071           // Perform a logical shr by shiftamt.
8072           // Insert the shift to put the result in the low bit.
8073           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In,
8074                                   ConstantInt::get(In->getType(), ShiftAmt),
8075                                                    In->getName()+".lobit"), CI);
8076         }
8077           
8078         if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
8079           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8080           In = BinaryOperator::CreateXor(In, One, "tmp");
8081           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
8082         }
8083           
8084         if (CI.getType() == In->getType())
8085           return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8086         else
8087           return CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8088       }
8089     }
8090   }
8091
8092   return 0;
8093 }
8094
8095 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
8096   // If one of the common conversion will work ..
8097   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8098     return Result;
8099
8100   Value *Src = CI.getOperand(0);
8101
8102   // If this is a cast of a cast
8103   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8104     // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
8105     // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
8106     // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
8107     if (isa<TruncInst>(CSrc)) {
8108       // Get the sizes of the types involved
8109       Value *A = CSrc->getOperand(0);
8110       uint32_t SrcSize = A->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8111       uint32_t MidSize = CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8112       uint32_t DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8113       // If we're actually extending zero bits and the trunc is a no-op
8114       if (MidSize < DstSize && SrcSize == DstSize) {
8115         // Replace both of the casts with an And of the type mask.
8116         APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8117         Constant *AndConst = ConstantInt::get(AndValue);
8118         Instruction *And = 
8119           BinaryOperator::CreateAnd(CSrc->getOperand(0), AndConst);
8120         // Unfortunately, if the type changed, we need to cast it back.
8121         if (And->getType() != CI.getType()) {
8122           And->setName(CSrc->getName()+".mask");
8123           InsertNewInstBefore(And, CI);
8124           And = CastInst::CreateIntegerCast(And, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8125         }
8126         return And;
8127       }
8128     }
8129   }
8130
8131   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src))
8132     return transformZExtICmp(ICI, CI);
8133
8134   BinaryOperator *SrcI = dyn_cast<BinaryOperator>(Src);
8135   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Or) {
8136     // zext (or icmp, icmp) --> or (zext icmp), (zext icmp) if at least one
8137     // of the (zext icmp) will be transformed.
8138     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(0));
8139     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(1));
8140     if (LHS && RHS && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
8141         (transformZExtICmp(LHS, CI, false) ||
8142          transformZExtICmp(RHS, CI, false))) {
8143       Value *LCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, LHS, CI.getType(), CI);
8144       Value *RCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, RHS, CI.getType(), CI);
8145       return BinaryOperator::Create(Instruction::Or, LCast, RCast);
8146     }
8147   }
8148
8149   return 0;
8150 }
8151
8152 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
8153   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
8154     return I;
8155   
8156   Value *Src = CI.getOperand(0);
8157   
8158   // Canonicalize sign-extend from i1 to a select.
8159   if (Src->getType() == Type::Int1Ty)
8160     return SelectInst::Create(Src,
8161                               ConstantInt::getAllOnesValue(CI.getType()),
8162                               Constant::getNullValue(CI.getType()));
8163
8164   // See if the value being truncated is already sign extended.  If so, just
8165   // eliminate the trunc/sext pair.
8166   if (getOpcode(Src) == Instruction::Trunc) {
8167     Value *Op = cast<User>(Src)->getOperand(0);
8168     unsigned OpBits   = cast<IntegerType>(Op->getType())->getBitWidth();
8169     unsigned MidBits  = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
8170     unsigned DestBits = cast<IntegerType>(CI.getType())->getBitWidth();
8171     unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op);
8172
8173     if (OpBits == DestBits) {
8174       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 24 sign
8175       // bits, it is already ready.
8176       if (NumSignBits > DestBits-MidBits)
8177         return ReplaceInstUsesWith(CI, Op);
8178     } else if (OpBits < DestBits) {
8179       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i64.  If Op has more than 24 sign
8180       // bits, just sext from i32.
8181       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8182         return new SExtInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8183     } else {
8184       // Op is i64, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 56 sign
8185       // bits, just truncate to i32.
8186       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8187         return new TruncInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8188     }
8189   }
8190
8191   // If the input is a shl/ashr pair of a same constant, then this is a sign
8192   // extension from a smaller value.  If we could trust arbitrary bitwidth
8193   // integers, we could turn this into a truncate to the smaller bit and then
8194   // use a sext for the whole extension.  Since we don't, look deeper and check
8195   // for a truncate.  If the source and dest are the same type, eliminate the
8196   // trunc and extend and just do shifts.  For example, turn:
8197   //   %a = trunc i32 %i to i8
8198   //   %b = shl i8 %a, 6
8199   //   %c = ashr i8 %b, 6
8200   //   %d = sext i8 %c to i32
8201   // into:
8202   //   %a = shl i32 %i, 30
8203   //   %d = ashr i32 %a, 30
8204   Value *A = 0;
8205   ConstantInt *BA = 0, *CA = 0;
8206   if (match(Src, m_AShr(m_Shl(m_Value(A), m_ConstantInt(BA)),
8207                         m_ConstantInt(CA))) &&
8208       BA == CA && isa<TruncInst>(A)) {
8209     Value *I = cast<TruncInst>(A)->getOperand(0);
8210     if (I->getType() == CI.getType()) {
8211       unsigned MidSize = Src->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8212       unsigned SrcDstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8213       unsigned ShAmt = CA->getZExtValue()+SrcDstSize-MidSize;
8214       Constant *ShAmtV = ConstantInt::get(CI.getType(), ShAmt);
8215       I = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateShl(I, ShAmtV,
8216                                                         CI.getName()), CI);
8217       return BinaryOperator::CreateAShr(I, ShAmtV);
8218     }
8219   }
8220   
8221   return 0;
8222 }
8223
8224 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
8225 /// in the specified FP type without changing its value.
8226 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem) {
8227   bool losesInfo;
8228   APFloat F = CFP->getValueAPF();
8229   (void)F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &losesInfo);
8230   if (!losesInfo)
8231     return ConstantFP::get(F);
8232   return 0;
8233 }
8234
8235 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
8236 /// through it until we get the source value.
8237 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V) {
8238   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
8239     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
8240       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0));
8241   
8242   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
8243   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
8244   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
8245   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
8246     if (CFP->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
8247       return V;  // No constant folding of this.
8248     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
8249     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle))
8250       return V;
8251     if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
8252       return V;  // Won't shrink.
8253     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble))
8254       return V;
8255     // Don't try to shrink to various long double types.
8256   }
8257   
8258   return V;
8259 }
8260
8261 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
8262   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8263     return I;
8264   
8265   // If we have fptrunc(add (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
8266   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
8267   // the add as the smaller type.  This applies to add/sub/mul/div as well as
8268   // many builtins (sqrt, etc).
8269   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
8270   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
8271     switch (OpI->getOpcode()) {
8272     default: break;
8273     case Instruction::Add:
8274     case Instruction::Sub:
8275     case Instruction::Mul:
8276     case Instruction::FDiv:
8277     case Instruction::FRem:
8278       const Type *SrcTy = OpI->getType();
8279       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0));
8280       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1));
8281       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
8282           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
8283         unsigned DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8284         // If the source types were both smaller than the destination type of
8285         // the cast, do this xform.
8286         if (LHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize &&
8287             RHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize) {
8288           LHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, LHSTrunc,
8289                                       CI.getType(), CI);
8290           RHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, RHSTrunc,
8291                                       CI.getType(), CI);
8292           return BinaryOperator::Create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
8293         }
8294       }
8295       break;  
8296     }
8297   }
8298   return 0;
8299 }
8300
8301 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
8302   return commonCastTransforms(CI);
8303 }
8304
8305 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(FPToUIInst &FI) {
8306   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8307   if (OpI == 0)
8308     return commonCastTransforms(FI);
8309
8310   // fptoui(uitofp(X)) --> X
8311   // fptoui(sitofp(X)) --> X
8312   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8313   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8314   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8315   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8316   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8317       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8318       (int)FI.getType()->getPrimitiveSizeInBits() < /*extra bit for sign */
8319                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8320     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8321
8322   return commonCastTransforms(FI);
8323 }
8324
8325 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(FPToSIInst &FI) {
8326   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8327   if (OpI == 0)
8328     return commonCastTransforms(FI);
8329   
8330   // fptosi(sitofp(X)) --> X
8331   // fptosi(uitofp(X)) --> X
8332   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8333   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8334   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8335   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8336   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8337       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8338       (int)FI.getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 
8339                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8340     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8341   
8342   return commonCastTransforms(FI);
8343 }
8344
8345 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
8346   return commonCastTransforms(CI);
8347 }
8348
8349 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
8350   return commonCastTransforms(CI);
8351 }
8352
8353 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(CastInst &CI) {
8354   return commonPointerCastTransforms(CI);
8355 }
8356
8357 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
8358   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8359     return I;
8360   
8361   const Type *DestPointee = cast<PointerType>(CI.getType())->getElementType();
8362   if (!DestPointee->isSized()) return 0;
8363
8364   // If this is inttoptr(add (ptrtoint x), cst), try to turn this into a GEP.
8365   ConstantInt *Cst;
8366   Value *X;
8367   if (match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Cast<PtrToIntInst>(m_Value(X)),
8368                                     m_ConstantInt(Cst)))) {
8369     // If the source and destination operands have the same type, see if this
8370     // is a single-index GEP.
8371     if (X->getType() == CI.getType()) {
8372       // Get the size of the pointee type.
8373       uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
8374
8375       // Convert the constant to intptr type.
8376       APInt Offset = Cst->getValue();
8377       Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
8378
8379       // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
8380       if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
8381         Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
8382         return GetElementPtrInst::Create(X, ConstantInt::get(Offset));
8383       }
8384     }
8385     // TODO: Could handle other cases, e.g. where add is indexing into field of
8386     // struct etc.
8387   } else if (CI.getOperand(0)->hasOneUse() &&
8388              match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst)))) {
8389     // Otherwise, if this is inttoptr(add x, cst), try to turn this into an
8390     // "inttoptr+GEP" instead of "add+intptr".
8391     
8392     // Get the size of the pointee type.
8393     uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
8394     
8395     // Convert the constant to intptr type.
8396     APInt Offset = Cst->getValue();
8397     Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
8398     
8399     // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
8400     if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
8401       Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
8402       
8403       Instruction *P = InsertNewInstBefore(new IntToPtrInst(X, CI.getType(),
8404                                                             "tmp"), CI);
8405       return GetElementPtrInst::Create(P, ConstantInt::get(Offset), "tmp");
8406     }
8407   }
8408   return 0;
8409 }
8410
8411 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
8412   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
8413   // otherwise just apply the common ones.
8414   Value *Src = CI.getOperand(0);
8415   const Type *SrcTy = Src->getType();
8416   const Type *DestTy = CI.getType();
8417
8418   if (SrcTy->isInteger() && DestTy->isInteger()) {
8419     if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8420       return Result;
8421   } else if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
8422     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
8423       return I;
8424   } else {
8425     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8426       return Result;
8427   }
8428
8429
8430   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
8431   // be replaced by the operand.
8432   if (DestTy == Src->getType())
8433     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
8434
8435   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
8436     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
8437     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
8438     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
8439     
8440     // If the address spaces don't match, don't eliminate the bitcast, which is
8441     // required for changing types.
8442     if (SrcPTy->getAddressSpace() != DstPTy->getAddressSpace())
8443       return 0;
8444     
8445     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
8446     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
8447     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
8448       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
8449         return V;
8450     
8451     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
8452     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
8453     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
8454     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8455     unsigned NumZeros = 0;
8456     while (SrcElTy != DstElTy && 
8457            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
8458            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
8459       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
8460       ++NumZeros;
8461     }
8462
8463     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
8464     if (SrcElTy == DstElTy) {
8465       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
8466       return GetElementPtrInst::Create(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "", 
8467                                        ((Instruction*) NULL));
8468     }
8469   }
8470
8471   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
8472     if (SVI->hasOneUse()) {
8473       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
8474       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
8475       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
8476           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
8477                 SVI->getType()->getNumElements() &&
8478           SVI->getType()->getNumElements() ==
8479             cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements()) {
8480         CastInst *Tmp;
8481         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
8482         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
8483         // us to eliminate at least one cast.
8484         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
8485              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
8486             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
8487              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
8488           Value *LHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
8489                                         SVI->getOperand(0), DestTy, CI);
8490           Value *RHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
8491                                         SVI->getOperand(1), DestTy, CI);
8492           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
8493           // know the vector types match #elts.
8494           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
8495         }
8496       }
8497     }
8498   }
8499   return 0;
8500 }
8501
8502 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
8503 ///   %C = or %A, %B
8504 ///   %D = select %cond, %C, %A
8505 /// into:
8506 ///   %C = select %cond, %B, 0
8507 ///   %D = or %A, %C
8508 ///
8509 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
8510 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
8511 /// equal the other incoming value of the select.
8512 ///
8513 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
8514   switch (I->getOpcode()) {
8515   case Instruction::Add:
8516   case Instruction::Mul:
8517   case Instruction::And:
8518   case Instruction::Or:
8519   case Instruction::Xor:
8520     return 3;              // Can fold through either operand.
8521   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
8522   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
8523   case Instruction::LShr:
8524   case Instruction::AShr:
8525     return 1;
8526   default:
8527     return 0;              // Cannot fold
8528   }
8529 }
8530
8531 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
8532 /// function, return the identity constant that goes into the select.
8533 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
8534   switch (I->getOpcode()) {
8535   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
8536   case Instruction::Add:
8537   case Instruction::Sub:
8538   case Instruction::Or:
8539   case Instruction::Xor:
8540   case Instruction::Shl:
8541   case Instruction::LShr:
8542   case Instruction::AShr:
8543     return Constant::getNullValue(I->getType());
8544   case Instruction::And:
8545     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
8546   case Instruction::Mul:
8547     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
8548   }
8549 }
8550
8551 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
8552 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
8553 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
8554                                           Instruction *FI) {
8555   if (TI->getNumOperands() == 1) {
8556     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
8557     // merge.
8558     if (TI->isCast()) {
8559       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
8560         return 0;
8561     } else {
8562       return 0;  // unknown unary op.
8563     }
8564
8565     // Fold this by inserting a select from the input values.
8566     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
8567                                            FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
8568     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
8569     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
8570                             TI->getType());
8571   }
8572
8573   // Only handle binary operators here.
8574   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
8575     return 0;
8576
8577   // Figure out if the operations have any operands in common.
8578   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
8579   bool MatchIsOpZero;
8580   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
8581     MatchOp  = TI->getOperand(0);
8582     OtherOpT = TI->getOperand(1);
8583     OtherOpF = FI->getOperand(1);
8584     MatchIsOpZero = true;
8585   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
8586     MatchOp  = TI->getOperand(1);
8587     OtherOpT = TI->getOperand(0);
8588     OtherOpF = FI->getOperand(0);
8589     MatchIsOpZero = false;
8590   } else if (!TI->isCommutative()) {
8591     return 0;
8592   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
8593     MatchOp  = TI->getOperand(0);
8594     OtherOpT = TI->getOperand(1);
8595     OtherOpF = FI->getOperand(0);
8596     MatchIsOpZero = true;
8597   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
8598     MatchOp  = TI->getOperand(1);
8599     OtherOpT = TI->getOperand(0);
8600     OtherOpF = FI->getOperand(1);
8601     MatchIsOpZero = true;
8602   } else {
8603     return 0;
8604   }
8605
8606   // If we reach here, they do have operations in common.
8607   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
8608                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
8609   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
8610
8611   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
8612     if (MatchIsOpZero)
8613       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
8614     else
8615       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
8616   }
8617   assert(0 && "Shouldn't get here");
8618   return 0;
8619 }
8620
8621 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
8622 /// ICmpInst as its first operand.
8623 ///
8624 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
8625                                                    ICmpInst *ICI) {
8626   bool Changed = false;
8627   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
8628   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
8629   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
8630   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
8631   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
8632
8633   // Check cases where the comparison is with a constant that
8634   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may edit ICI in
8635   // place here, so make sure the select is the only user.
8636   if (ICI->hasOneUse())
8637     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
8638       switch (Pred) {
8639       default: break;
8640       case ICmpInst::ICMP_ULT:
8641       case ICmpInst::ICMP_SLT: {
8642         // X < MIN ? T : F  -->  F
8643         if (CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
8644           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8645         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
8646         Constant *AdjustedRHS = SubOne(CI);
8647         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
8648             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
8649           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
8650           CmpRHS = AdjustedRHS;
8651           std::swap(FalseVal, TrueVal);
8652           ICI->setPredicate(Pred);
8653           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
8654           SI.setOperand(1, TrueVal);
8655           SI.setOperand(2, FalseVal);
8656           Changed = true;
8657         }
8658         break;
8659       }
8660       case ICmpInst::ICMP_UGT:
8661       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
8662         // X > MAX ? T : F  -->  F
8663         if (CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
8664           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8665         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
8666         Constant *AdjustedRHS = AddOne(CI);
8667         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
8668             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
8669           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
8670           CmpRHS = AdjustedRHS;
8671           std::swap(FalseVal, TrueVal);
8672           ICI->setPredicate(Pred);
8673           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
8674           SI.setOperand(1, TrueVal);
8675           SI.setOperand(2, FalseVal);
8676           Changed = true;
8677         }
8678         break;
8679       }
8680       }
8681
8682       // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31   -> all ones if signed
8683       // (x >s -1) ? -1 : 0 -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
8684       CmpInst::Predicate Pred = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
8685       if (match(TrueVal, m_ConstantInt(-1)) &&
8686           match(FalseVal, m_ConstantInt(0)))
8687         Pred = ICI->getPredicate();
8688       else if (match(TrueVal, m_ConstantInt(0)) &&
8689                match(FalseVal, m_ConstantInt(-1)))
8690         Pred = CmpInst::getInversePredicate(ICI->getPredicate());
8691       
8692       if (Pred != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
8693         // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8694         // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8695         // cast to integer to avoid the comparison.
8696         const APInt &Op1CV = CI->getValue();
8697     
8698         // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
8699         // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
8700         if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8701             (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Op1CV.isAllOnesValue())) {
8702           Value *In = ICI->getOperand(0);
8703           Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
8704                                        In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
8705           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAShr(In, Sh,
8706                                                           In->getName()+".lobit"),
8707                                    *ICI);
8708           if (In->getType() != SI.getType())
8709             In = CastInst::CreateIntegerCast(In, SI.getType(),
8710                                              true/*SExt*/, "tmp", ICI);
8711     
8712           if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
8713             In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(In,
8714                                        In->getName()+".not"), *ICI);
8715     
8716           return ReplaceInstUsesWith(SI, In);
8717         }
8718       }
8719     }
8720
8721   if (CmpLHS == TrueVal && CmpRHS == FalseVal) {
8722     // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8723     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
8724       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8725     // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8726     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
8727       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8728     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
8729
8730   } else if (CmpLHS == FalseVal && CmpRHS == TrueVal) {
8731     // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8732     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
8733       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8734     // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8735     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
8736       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8737     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
8738   }
8739
8740   /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer ABS
8741
8742   return Changed ? &SI : 0;
8743 }
8744
8745 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
8746   Value *CondVal = SI.getCondition();
8747   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
8748   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
8749
8750   // select true, X, Y  -> X
8751   // select false, X, Y -> Y
8752   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
8753     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
8754
8755   // select C, X, X -> X
8756   if (TrueVal == FalseVal)
8757     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8758
8759   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
8760     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8761   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
8762     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8763   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
8764     if (isa<Constant>(TrueVal))
8765       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8766     else
8767       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8768   }
8769
8770   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
8771     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
8772       if (C->getZExtValue()) {
8773         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
8774         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
8775       } else {
8776         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
8777         Value *NotCond =
8778           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8779                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
8780         return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
8781       }
8782     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
8783       if (C->getZExtValue() == false) {
8784         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
8785         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
8786       } else {
8787         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
8788         Value *NotCond =
8789           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8790                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
8791         return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
8792       }
8793     }
8794     
8795     // select a, b, a  -> a&b
8796     // select a, a, b  -> a|b
8797     if (CondVal == TrueVal)
8798       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
8799     else if (CondVal == FalseVal)
8800       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
8801   }
8802
8803   // Selecting between two integer constants?
8804   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
8805     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
8806       // select C, 1, 0 -> zext C to int
8807       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
8808         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
8809       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
8810         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
8811         Value *NotCond =
8812           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8813                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
8814         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
8815       }
8816
8817       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
8818
8819         // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31
8820         if (TrueValC->isAllOnesValue() && FalseValC->isZero())
8821           if (ConstantInt *CmpCst = dyn_cast<ConstantInt>(IC->getOperand(1))) {
8822             if (IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && CmpCst->isZero()) {
8823               // The comparison constant and the result are not neccessarily the
8824               // same width. Make an all-ones value by inserting a AShr.
8825               Value *X = IC->getOperand(0);
8826               uint32_t Bits = X->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8827               Constant *ShAmt = ConstantInt::get(X->getType(), Bits-1);
8828               Instruction *SRA = BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, X,
8829                                                         ShAmt, "ones");
8830               InsertNewInstBefore(SRA, SI);
8831
8832               // Then cast to the appropriate width.
8833               return CastInst::CreateIntegerCast(SRA, SI.getType(), true);
8834             }
8835           }
8836
8837
8838         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
8839         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
8840         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
8841         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
8842         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
8843           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
8844               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
8845             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
8846               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
8847                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
8848                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
8849                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
8850                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
8851                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
8852                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
8853                 // true or false val is the zero.
8854                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
8855                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8856                 Value *V = ICA;
8857                 if (ShouldNotVal)
8858                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::Create(
8859                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
8860                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
8861               }
8862       }
8863     }
8864
8865   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8866   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
8867     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
8868       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8869       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8870         // This is not safe in general for floating point:  
8871         // consider X== -0, Y== +0.
8872         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8873         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8874         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8875               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8876             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8877              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8878         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8879       }
8880       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8881       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8882         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8883       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
8884
8885     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
8886       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8887       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8888         // This is not safe in general for floating point:  
8889         // consider X== -0, Y== +0.
8890         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8891         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8892         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8893               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8894             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8895              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8896           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8897       }
8898       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8899       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8900         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8901       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
8902     }
8903     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
8904   }
8905
8906   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8907   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
8908     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
8909       return Result;
8910
8911   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
8912     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
8913       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
8914         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
8915
8916         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
8917         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
8918           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
8919             return IV;
8920
8921         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
8922         // even legal for FP.
8923         if (TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8924             FI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8925           AddOp = FI; SubOp = TI;
8926         } else if (FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8927                    TI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8928           AddOp = TI; SubOp = FI;
8929         }
8930
8931         if (AddOp) {
8932           Value *OtherAddOp = 0;
8933           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
8934             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
8935           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
8936             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
8937           }
8938
8939           if (OtherAddOp) {
8940             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
8941             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
8942             Value *NegVal;  // Compute -Z
8943             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
8944               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
8945             } else {
8946               NegVal = InsertNewInstBefore(
8947                     BinaryOperator::CreateNeg(SubOp->getOperand(1), "tmp"), SI);
8948             }
8949
8950             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
8951             Value *NewFalseOp = NegVal;
8952             if (AddOp != TI)
8953               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
8954             Instruction *NewSel =
8955               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,
8956                                  NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
8957
8958             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
8959             return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
8960           }
8961         }
8962       }
8963
8964   // See if we can fold the select into one of our operands.
8965   if (SI.getType()->isInteger()) {
8966     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
8967     // transformation we are doing here.
8968     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
8969       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
8970           !isa<Constant>(FalseVal))
8971         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
8972           unsigned OpToFold = 0;
8973           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
8974             OpToFold = 1;
8975           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
8976             OpToFold = 2;
8977           }
8978
8979           if (OpToFold) {
8980             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
8981             Instruction *NewSel =
8982               SelectInst::Create(SI.getCondition(),
8983                                  TVI->getOperand(2-OpToFold), C);
8984             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
8985             NewSel->takeName(TVI);
8986             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
8987               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
8988             else {
8989               assert(0 && "Unknown instruction!!");
8990             }
8991           }
8992         }
8993
8994     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
8995       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
8996           !isa<Constant>(TrueVal))
8997         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
8998           unsigned OpToFold = 0;
8999           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
9000             OpToFold = 1;
9001           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
9002             OpToFold = 2;
9003           }
9004
9005           if (OpToFold) {
9006             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
9007             Instruction *NewSel =
9008               SelectInst::Create(SI.getCondition(), C,
9009                                  FVI->getOperand(2-OpToFold));
9010             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9011             NewSel->takeName(FVI);
9012             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
9013               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
9014             else
9015               assert(0 && "Unknown instruction!!");
9016           }
9017         }
9018   }
9019
9020   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
9021     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
9022     SI.setOperand(1, FalseVal);
9023     SI.setOperand(2, TrueVal);
9024     return &SI;
9025   }
9026
9027   return 0;
9028 }
9029
9030 /// EnforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
9031 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
9032 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
9033 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
9034 /// their preferred alignment from the beginning.
9035 ///
9036 static unsigned EnforceKnownAlignment(Value *V,
9037                                       unsigned Align, unsigned PrefAlign) {
9038
9039   User *U = dyn_cast<User>(V);
9040   if (!U) return Align;
9041
9042   switch (getOpcode(U)) {
9043   default: break;
9044   case Instruction::BitCast:
9045     return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9046   case Instruction::GetElementPtr: {
9047     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
9048     bool AllZeroOperands = true;
9049     for (User::op_iterator i = U->op_begin() + 1, e = U->op_end(); i != e; ++i)
9050       if (!isa<Constant>(*i) ||
9051           !cast<Constant>(*i)->isNullValue()) {
9052         AllZeroOperands = false;
9053         break;
9054       }
9055
9056     if (AllZeroOperands) {
9057       // Treat this like a bitcast.
9058       return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9059     }
9060     break;
9061   }
9062   }
9063
9064   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
9065     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
9066     // of the global.
9067     if (!GV->isDeclaration()) {
9068       GV->setAlignment(PrefAlign);
9069       Align = PrefAlign;
9070     }
9071   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
9072     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.  We
9073     // don't do this for malloc, because some systems can't respect the request.
9074     if (isa<AllocaInst>(AI)) {
9075       AI->setAlignment(PrefAlign);
9076       Align = PrefAlign;
9077     }
9078   }
9079
9080   return Align;
9081 }
9082
9083 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
9084 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
9085 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
9086 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
9087 unsigned InstCombiner::GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
9088                                                   unsigned PrefAlign) {
9089   unsigned BitWidth = TD ? TD->getTypeSizeInBits(V->getType()) :
9090                       sizeof(PrefAlign) * CHAR_BIT;
9091   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
9092   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
9093   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne);
9094   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
9095   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
9096
9097   if (PrefAlign > Align)
9098     Align = EnforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
9099   
9100     // We don't need to make any adjustment.
9101   return Align;
9102 }
9103
9104 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
9105   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1));
9106   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2));
9107   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
9108   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment()->getZExtValue();
9109
9110   if (CopyAlign < MinAlign) {
9111     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, MinAlign));
9112     return MI;
9113   }
9114   
9115   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
9116   // load/store.
9117   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
9118   if (MemOpLength == 0) return 0;
9119   
9120   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
9121   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
9122   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
9123   // case.
9124   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
9125   if (Size == 0) return MI;  // Delete this mem transfer.
9126   
9127   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
9128     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
9129   
9130   // Use an integer load+store unless we can find something better.
9131   Type *NewPtrTy = PointerType::getUnqual(IntegerType::get(Size<<3));
9132   
9133   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
9134   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
9135   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
9136   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
9137   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
9138   // integer datatype.
9139   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
9140     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
9141     if (SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
9142       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
9143       // down through these levels if so.
9144       while (!SrcETy->isSingleValueType()) {
9145         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
9146           if (STy->getNumElements() == 1)
9147             SrcETy = STy->getElementType(0);
9148           else
9149             break;
9150         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
9151           if (ATy->getNumElements() == 1)
9152             SrcETy = ATy->getElementType();
9153           else
9154             break;
9155         } else
9156           break;
9157       }
9158       
9159       if (SrcETy->isSingleValueType())
9160         NewPtrTy = PointerType::getUnqual(SrcETy);
9161     }
9162   }
9163   
9164   
9165   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
9166   // infer, use it.
9167   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
9168   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
9169   
9170   Value *Src = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(2), NewPtrTy, *MI);
9171   Value *Dest = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(1), NewPtrTy, *MI);
9172   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
9173   InsertNewInstBefore(L, *MI);
9174   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
9175
9176   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9177   MI->setOperand(3, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
9178   return MI;
9179 }
9180
9181 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
9182   unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest());
9183   if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Alignment) {
9184     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Alignment));
9185     return MI;
9186   }
9187   
9188   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
9189   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
9190   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
9191   if (!LenC || !FillC || FillC->getType() != Type::Int8Ty)
9192     return 0;
9193   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
9194   Alignment = MI->getAlignment()->getZExtValue();
9195   
9196   // If the length is zero, this is a no-op
9197   if (Len == 0) return MI; // memset(d,c,0,a) -> noop
9198   
9199   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
9200   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
9201     const Type *ITy = IntegerType::get(Len*8);  // n=1 -> i8.
9202     
9203     Value *Dest = MI->getDest();
9204     Dest = InsertBitCastBefore(Dest, PointerType::getUnqual(ITy), *MI);
9205
9206     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
9207     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
9208     
9209     // Extract the fill value and store.
9210     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
9211     InsertNewInstBefore(new StoreInst(ConstantInt::get(ITy, Fill), Dest, false,
9212                                       Alignment), *MI);
9213     
9214     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9215     MI->setLength(Constant::getNullValue(LenC->getType()));
9216     return MI;
9217   }
9218
9219   return 0;
9220 }
9221
9222
9223 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
9224 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
9225 /// the heavy lifting.
9226 ///
9227 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
9228   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
9229   if (!II) return visitCallSite(&CI);
9230   
9231   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
9232   // visitCallSite.
9233   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
9234     bool Changed = false;
9235
9236     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
9237     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
9238       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
9239
9240       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
9241         if (CI->getZExtValue() == 1) {
9242           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
9243           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
9244           // alignment is sufficient.
9245         }
9246     }
9247
9248     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
9249     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
9250     // into a call to memcpy.
9251     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
9252       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
9253         if (GVSrc->isConstant()) {
9254           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
9255           Intrinsic::ID MemCpyID = Intrinsic::memcpy;
9256           const Type *Tys[1];
9257           Tys[0] = CI.getOperand(3)->getType();
9258           CI.setOperand(0, 
9259                         Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID, Tys, 1));
9260           Changed = true;
9261         }
9262
9263       // memmove(x,x,size) -> noop.
9264       if (MMI->getSource() == MMI->getDest())
9265         return EraseInstFromFunction(CI);
9266     }
9267
9268     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
9269     // set, update the alignment.
9270     if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
9271       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
9272         return I;
9273     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
9274       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
9275         return I;
9276     }
9277           
9278     if (Changed) return II;
9279   }
9280   
9281   switch (II->getIntrinsicID()) {
9282   default: break;
9283   case Intrinsic::bswap:
9284     // bswap(bswap(x)) -> x
9285     if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1)))
9286       if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap)
9287         return ReplaceInstUsesWith(CI, Operand->getOperand(1));
9288     break;
9289   case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
9290   case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
9291   case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
9292   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
9293   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
9294     // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
9295     // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
9296     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9297       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),
9298                                        PointerType::getUnqual(II->getType()),
9299                                        CI);
9300       return new LoadInst(Ptr);
9301     }
9302     break;
9303   case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
9304   case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
9305     // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
9306     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), 16) >= 16) {
9307       const Type *OpPtrTy = 
9308         PointerType::getUnqual(II->getOperand(1)->getType());
9309       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(2), OpPtrTy, CI);
9310       return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
9311     }
9312     break;
9313   case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
9314   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
9315   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
9316     // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
9317     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9318       const Type *OpPtrTy = 
9319         PointerType::getUnqual(II->getOperand(2)->getType());
9320       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1), OpPtrTy, CI);
9321       return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
9322     }
9323     break;
9324     
9325   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
9326     // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
9327     // we can simplify the input based on that, do so now.
9328     uint64_t UndefElts;
9329     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), 1, 
9330                                               UndefElts)) {
9331       II->setOperand(1, V);
9332       return II;
9333     }
9334     break;
9335   }
9336     
9337   case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
9338     // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
9339     if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
9340       assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
9341       
9342       // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
9343       bool AllEltsOk = true;
9344       for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9345         if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
9346             !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
9347           AllEltsOk = false;
9348           break;
9349         }
9350       }
9351       
9352       if (AllEltsOk) {
9353         // Cast the input vectors to byte vectors.
9354         Value *Op0 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),Mask->getType(),CI);
9355         Value *Op1 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(2),Mask->getType(),CI);
9356         Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
9357         
9358         // Only extract each element once.
9359         Value *ExtractedElts[32];
9360         memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
9361         
9362         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9363           if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
9364             continue;
9365           unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
9366           Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
9367           
9368           if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
9369             Instruction *Elt = 
9370               new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, Idx&15, "tmp");
9371             InsertNewInstBefore(Elt, CI);
9372             ExtractedElts[Idx] = Elt;
9373           }
9374         
9375           // Insert this value into the result vector.
9376           Result = InsertElementInst::Create(Result, ExtractedElts[Idx],
9377                                              i, "tmp");
9378           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
9379         }
9380         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
9381       }
9382     }
9383     break;
9384
9385   case Intrinsic::stackrestore: {
9386     // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
9387     // happen when variable allocas are DCE'd.
9388     if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
9389       if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
9390         BasicBlock::iterator BI = SS;
9391         if (&*++BI == II)
9392           return EraseInstFromFunction(CI);
9393       }
9394     }
9395     
9396     // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
9397     // same block without an intervening call/alloca.
9398     BasicBlock::iterator BI = II;
9399     TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
9400     bool CannotRemove = false;
9401     for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
9402       if (isa<AllocaInst>(BI)) {
9403         CannotRemove = true;
9404         break;
9405       }
9406       if (CallInst *BCI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
9407         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BCI)) {
9408           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
9409           if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stackrestore)
9410             return EraseInstFromFunction(CI);
9411           // Otherwise, ignore the intrinsic.
9412         } else {
9413           // If we found a non-intrinsic call, we can't remove the stack
9414           // restore.
9415           CannotRemove = true;
9416           break;
9417         }
9418       }
9419     }
9420     
9421     // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
9422     // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
9423     if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)))
9424       return EraseInstFromFunction(CI);
9425     break;
9426   }
9427   }
9428
9429   return visitCallSite(II);
9430 }
9431
9432 // InvokeInst simplification
9433 //
9434 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
9435   return visitCallSite(&II);
9436 }
9437
9438 /// isSafeToEliminateVarargsCast - If this cast does not affect the value 
9439 /// passed through the varargs area, we can eliminate the use of the cast.
9440 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
9441                                          const CastInst * const CI,
9442                                          const TargetData * const TD,
9443                                          const int ix) {
9444   if (!CI->isLosslessCast())
9445     return false;
9446
9447   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
9448   // can't change to a type with a different size.  If the size were
9449   // passed explicitly we could avoid this check.
9450   if (!CS.paramHasAttr(ix, Attribute::ByVal))
9451     return true;
9452
9453   const Type* SrcTy = 
9454             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
9455   const Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
9456   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
9457     return false;
9458   if (TD->getABITypeSize(SrcTy) != TD->getABITypeSize(DstTy))
9459     return false;
9460   return true;
9461 }
9462
9463 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
9464 //
9465 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
9466   bool Changed = false;
9467
9468   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
9469   // to the arguments of the call/invoke.
9470   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
9471
9472   Value *Callee = CS.getCalledValue();
9473
9474   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
9475     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
9476       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
9477       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
9478       // be unreachable, as the call is undefined.
9479       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9480                     UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), 
9481                                     OldCall);
9482       if (!OldCall->use_empty())
9483         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
9484       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
9485         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
9486       return 0;
9487     }
9488
9489   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
9490     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
9491     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
9492     // that we can't modify the CFG here.
9493     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9494                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)),
9495                   CS.getInstruction());
9496
9497     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
9498       CS.getInstruction()->
9499         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
9500
9501     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
9502       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
9503       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9504                          ConstantInt::getTrue(), II);
9505     }
9506     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
9507   }
9508
9509   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
9510     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
9511       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
9512         return transformCallThroughTrampoline(CS);
9513
9514   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
9515   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
9516   if (FTy->isVarArg()) {
9517     int ix = FTy->getNumParams() + (isa<InvokeInst>(Callee) ? 3 : 1);
9518     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
9519     // the call.
9520     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
9521            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
9522       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
9523       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
9524         *I = CI->getOperand(0);
9525         Changed = true;
9526       }
9527     }
9528   }
9529
9530   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
9531     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
9532     CS.setDoesNotThrow();
9533     Changed = true;
9534   }
9535
9536   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
9537 }
9538
9539 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
9540 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
9541 //
9542 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
9543   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
9544   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
9545   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
9546       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
9547     return false;
9548   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
9549   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
9550   const AttrListPtr &CallerPAL = CS.getAttributes();
9551
9552   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
9553   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
9554   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
9555   //
9556   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
9557   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
9558   const Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
9559
9560   if (isa<StructType>(NewRetTy))
9561     return false; // TODO: Handle multiple return values.
9562
9563   // Check to see if we are changing the return type...
9564   if (OldRetTy != NewRetTy) {
9565     if (Callee->isDeclaration() &&
9566         // Conversion is ok if changing from one pointer type to another or from
9567         // a pointer to an integer of the same size.
9568         !((isa<PointerType>(OldRetTy) || OldRetTy == TD->getIntPtrType()) &&
9569           (isa<PointerType>(NewRetTy) || NewRetTy == TD->getIntPtrType())))
9570       return false;   // Cannot transform this return value.
9571
9572     if (!Caller->use_empty() &&
9573         // void -> non-void is handled specially
9574         NewRetTy != Type::VoidTy && !CastInst::isCastable(NewRetTy, OldRetTy))
9575       return false;   // Cannot transform this return value.
9576
9577     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
9578       Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
9579       if (RAttrs & Attribute::typeIncompatible(NewRetTy))
9580         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
9581     }
9582
9583     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
9584     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
9585     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
9586     // the critical edge).  Bail out in this case.
9587     if (!Caller->use_empty())
9588       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
9589         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
9590              UI != E; ++UI)
9591           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
9592             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
9593                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
9594               return false;
9595   }
9596
9597   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
9598   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
9599
9600   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
9601   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
9602     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
9603     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
9604
9605     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
9606       return false;   // Cannot transform this parameter value.
9607
9608     if (CallerPAL.getParamAttributes(i + 1) 
9609         & Attribute::typeIncompatible(ParamTy))
9610       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
9611
9612     // Converting from one pointer type to another or between a pointer and an
9613     // integer of the same size is safe even if we do not have a body.
9614     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
9615       ((isa<PointerType>(ParamTy) || ParamTy == TD->getIntPtrType()) &&
9616        (isa<PointerType>(ActTy) || ActTy == TD->getIntPtrType()));
9617     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
9618   }
9619
9620   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
9621       Callee->isDeclaration())
9622     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body.
9623
9624   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
9625       !CallerPAL.isEmpty())
9626     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
9627     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
9628     // that are compatible with being a vararg call argument.
9629     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
9630       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
9631         break;
9632       Attributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
9633       if (PAttrs & Attribute::VarArgsIncompatible)
9634         return false;
9635     }
9636
9637   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
9638   // inserting cast instructions as necessary...
9639   std::vector<Value*> Args;
9640   Args.reserve(NumActualArgs);
9641   SmallVector<AttributeWithIndex, 8> attrVec;
9642   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
9643
9644   // Get any return attributes.
9645   Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
9646
9647   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
9648   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
9649   RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NewRetTy);
9650
9651   // Add the new return attributes.
9652   if (RAttrs)
9653     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
9654
9655   AI = CS.arg_begin();
9656   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
9657     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
9658     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
9659       Args.push_back(*AI);
9660     } else {
9661       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
9662           false, ParamTy, false);
9663       CastInst *NewCast = CastInst::Create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
9664       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
9665     }
9666
9667     // Add any parameter attributes.
9668     if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
9669       attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
9670   }
9671
9672   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
9673   // now...
9674   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
9675     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
9676
9677   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
9678   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
9679     if (!FT->isVarArg()) {
9680       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
9681            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
9682     } else {
9683       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
9684       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
9685         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
9686         if (PTy != (*AI)->getType()) {
9687           // Must promote to pass through va_arg area!
9688           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
9689                                                                 PTy, false);
9690           Instruction *Cast = CastInst::Create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
9691           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
9692           Args.push_back(Cast);
9693         } else {
9694           Args.push_back(*AI);
9695         }
9696
9697         // Add any parameter attributes.
9698         if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
9699           attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
9700       }
9701     }
9702   }
9703
9704   if (Attributes FnAttrs =  CallerPAL.getFnAttributes())
9705     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
9706
9707   if (NewRetTy == Type::VoidTy)
9708     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
9709
9710   const AttrListPtr &NewCallerPAL = AttrListPtr::get(attrVec.begin(),attrVec.end());
9711
9712   Instruction *NC;
9713   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9714     NC = InvokeInst::Create(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9715                             Args.begin(), Args.end(),
9716                             Caller->getName(), Caller);
9717     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
9718     cast<InvokeInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
9719   } else {
9720     NC = CallInst::Create(Callee, Args.begin(), Args.end(),
9721                           Caller->getName(), Caller);
9722     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
9723     if (CI->isTailCall())
9724       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
9725     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
9726     cast<CallInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
9727   }
9728
9729   // Insert a cast of the return type as necessary.
9730   Value *NV = NC;
9731   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
9732     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
9733       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
9734                                                             OldRetTy, false);
9735       NV = NC = CastInst::Create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
9736
9737       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
9738       // non-phi, instruction in the normal successor block.
9739       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9740         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstNonPHI();
9741         InsertNewInstBefore(NC, *I);
9742       } else {
9743         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
9744         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
9745       }
9746       AddUsersToWorkList(*Caller);
9747     } else {
9748       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
9749     }
9750   }
9751
9752   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
9753     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
9754   Caller->eraseFromParent();
9755   RemoveFromWorkList(Caller);
9756   return true;
9757 }
9758
9759 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
9760 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
9761 //
9762 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
9763   Value *Callee = CS.getCalledValue();
9764   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
9765   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
9766   const AttrListPtr &Attrs = CS.getAttributes();
9767
9768   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
9769   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
9770   if (Attrs.hasAttrSomewhere(Attribute::Nest))
9771     return 0;
9772
9773   IntrinsicInst *Tramp =
9774     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
9775
9776   Function *NestF = cast<Function>(Tramp->getOperand(2)->stripPointerCasts());
9777   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
9778   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
9779
9780   const AttrListPtr &NestAttrs = NestF->getAttributes();
9781   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
9782     unsigned NestIdx = 1;
9783     const Type *NestTy = 0;
9784     Attributes NestAttr = Attribute::None;
9785
9786     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
9787     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
9788          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
9789       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, Attribute::Nest)) {
9790         // Record the parameter type and any other attributes.
9791         NestTy = *I;
9792         NestAttr = NestAttrs.getParamAttributes(NestIdx);
9793         break;
9794       }
9795
9796     if (NestTy) {
9797       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
9798       std::vector<Value*> NewArgs;
9799       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
9800
9801       SmallVector<AttributeWithIndex, 8> NewAttrs;
9802       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
9803
9804       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
9805       // mean appending it.  Likewise for attributes.
9806
9807       // Add any result attributes.
9808       if (Attributes Attr = Attrs.getRetAttributes())
9809         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(0, Attr));
9810
9811       {
9812         unsigned Idx = 1;
9813         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
9814         do {
9815           if (Idx == NestIdx) {
9816             // Add the chain argument and attributes.
9817             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
9818             if (NestVal->getType() != NestTy)
9819               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
9820             NewArgs.push_back(NestVal);
9821             NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
9822           }
9823
9824           if (I == E)
9825             break;
9826
9827           // Add the original argument and attributes.
9828           NewArgs.push_back(*I);
9829           if (Attributes Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx))
9830             NewAttrs.push_back
9831               (AttributeWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
9832
9833           ++Idx, ++I;
9834         } while (1);
9835       }
9836
9837       // Add any function attributes.
9838       if (Attributes Attr = Attrs.getFnAttributes())
9839         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, Attr));
9840
9841       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
9842       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
9843       // with the chain parameter inserted.
9844
9845       std::vector<const Type*> NewTypes;
9846       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
9847
9848       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
9849       // mean appending it.
9850       {
9851         unsigned Idx = 1;
9852         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
9853           E = FTy->param_end();
9854
9855         do {
9856           if (Idx == NestIdx)
9857             // Add the chain's type.
9858             NewTypes.push_back(NestTy);
9859
9860           if (I == E)
9861             break;
9862
9863           // Add the original type.
9864           NewTypes.push_back(*I);
9865
9866           ++Idx, ++I;
9867         } while (1);
9868       }
9869
9870       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
9871       // code sort out any function type mismatches.
9872       FunctionType *NewFTy =
9873         FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes, FTy->isVarArg());
9874       Constant *NewCallee = NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
9875         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PointerType::getUnqual(NewFTy));
9876       const AttrListPtr &NewPAL = AttrListPtr::get(NewAttrs.begin(),NewAttrs.end());
9877
9878       Instruction *NewCaller;
9879       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9880         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
9881                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9882                                        NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9883                                        Caller->getName(), Caller);
9884         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
9885         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
9886       } else {
9887         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9888                                      Caller->getName(), Caller);
9889         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
9890           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
9891         cast<CallInst>(NewCaller)->
9892           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
9893         cast<CallInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
9894       }
9895       if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
9896         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
9897       Caller->eraseFromParent();
9898       RemoveFromWorkList(Caller);
9899       return 0;
9900     }
9901   }
9902
9903   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
9904   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
9905   // code sort out any function type mismatches.
9906   Constant *NewCallee =
9907     NestF->getType() == PTy ? NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
9908   CS.setCalledFunction(NewCallee);
9909   return CS.getInstruction();
9910 }
9911
9912 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
9913 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
9914 /// and a single binop.
9915 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
9916   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
9917   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst));
9918   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
9919   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
9920   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
9921     
9922   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
9923   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
9924   
9925   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
9926   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
9927   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
9928     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
9929     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
9930         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
9931         // types or GEP's with different index types.
9932         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
9933         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
9934       return 0;
9935
9936     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
9937     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
9938       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
9939           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
9940         return 0;
9941     
9942     // Keep track of which operand needs a phi node.
9943     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
9944     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
9945   }
9946   
9947   // Otherwise, this is safe to transform!
9948   
9949   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
9950   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
9951   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
9952   if (LHSVal == 0) {
9953     NewLHS = PHINode::Create(LHSType,
9954                              FirstInst->getOperand(0)->getName() + ".pn");
9955     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
9956     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
9957     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
9958     LHSVal = NewLHS;
9959   }
9960   
9961   if (RHSVal == 0) {
9962     NewRHS = PHINode::Create(RHSType,
9963                              FirstInst->getOperand(1)->getName() + ".pn");
9964     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
9965     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
9966     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
9967     RHSVal = NewRHS;
9968   }
9969   
9970   // Add all operands to the new PHIs.
9971   if (NewLHS || NewRHS) {
9972     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
9973       Instruction *InInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
9974       if (NewLHS) {
9975         Value *NewInLHS = InInst->getOperand(0);
9976         NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
9977       }
9978       if (NewRHS) {
9979         Value *NewInRHS = InInst->getOperand(1);
9980         NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
9981       }
9982     }
9983   }
9984     
9985   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
9986     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
9987   CmpInst *CIOp = cast<CmpInst>(FirstInst);
9988   return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), LHSVal,
9989                          RHSVal);
9990 }
9991
9992 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN) {
9993   GetElementPtrInst *FirstInst =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(0));
9994   
9995   SmallVector<Value*, 16> FixedOperands(FirstInst->op_begin(), 
9996                                         FirstInst->op_end());
9997   
9998   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
9999   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
10000   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10001     GetElementPtrInst *GEP= dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10002     if (!GEP || !GEP->hasOneUse() || GEP->getType() != FirstInst->getType() ||
10003       GEP->getNumOperands() != FirstInst->getNumOperands())
10004       return 0;
10005
10006     // Compare the operand lists.
10007     for (unsigned op = 0, e = FirstInst->getNumOperands(); op != e; ++op) {
10008       if (FirstInst->getOperand(op) == GEP->getOperand(op))
10009         continue;
10010       
10011       // Don't merge two GEPs when two operands differ (introducing phi nodes)
10012       // if one of the PHIs has a constant for the index.  The index may be
10013       // substantially cheaper to compute for the constants, so making it a
10014       // variable index could pessimize the path.  This also handles the case
10015       // for struct indices, which must always be constant.
10016       if (isa<ConstantInt>(FirstInst->getOperand(op)) ||
10017           isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(op)))
10018         return 0;
10019       
10020       if (FirstInst->getOperand(op)->getType() !=GEP->getOperand(op)->getType())
10021         return 0;
10022       FixedOperands[op] = 0;  // Needs a PHI.
10023     }
10024   }
10025   
10026   // Otherwise, this is safe to transform.  Insert PHI nodes for each operand
10027   // that is variable.
10028   SmallVector<PHINode*, 16> OperandPhis(FixedOperands.size());
10029   
10030   bool HasAnyPHIs = false;
10031   for (unsigned i = 0, e = FixedOperands.size(); i != e; ++i) {
10032     if (FixedOperands[i]) continue;  // operand doesn't need a phi.
10033     Value *FirstOp = FirstInst->getOperand(i);
10034     PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstOp->getType(),
10035                                      FirstOp->getName()+".pn");
10036     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10037     
10038     NewPN->reserveOperandSpace(e);
10039     NewPN->addIncoming(FirstOp, PN.getIncomingBlock(0));
10040     OperandPhis[i] = NewPN;
10041     FixedOperands[i] = NewPN;
10042     HasAnyPHIs = true;
10043   }
10044
10045   
10046   // Add all operands to the new PHIs.
10047   if (HasAnyPHIs) {
10048     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10049       GetElementPtrInst *InGEP =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10050       BasicBlock *InBB = PN.getIncomingBlock(i);
10051       
10052       for (unsigned op = 0, e = OperandPhis.size(); op != e; ++op)
10053         if (PHINode *OpPhi = OperandPhis[op])
10054           OpPhi->addIncoming(InGEP->getOperand(op), InBB);
10055     }
10056   }
10057   
10058   Value *Base = FixedOperands[0];
10059   return GetElementPtrInst::Create(Base, FixedOperands.begin()+1,
10060                                    FixedOperands.end());
10061 }
10062
10063
10064 /// isSafeToSinkLoad - Return true if we know that it is safe sink the load out
10065 /// of the block that defines it.  This means that it must be obvious the value
10066 /// of the load is not changed from the point of the load to the end of the
10067 /// block it is in.
10068 ///
10069 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
10070 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
10071 /// to a register.
10072 static bool isSafeToSinkLoad(LoadInst *L) {
10073   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
10074   
10075   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
10076     if (BBI->mayWriteToMemory())
10077       return false;
10078   
10079   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
10080   // profitable to do this xform.
10081   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
10082     bool isAddressTaken = false;
10083     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
10084          UI != E; ++UI) {
10085       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
10086       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
10087         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
10088         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
10089       }
10090       isAddressTaken = true;
10091       break;
10092     }
10093     
10094     if (!isAddressTaken)
10095       return false;
10096   }
10097   
10098   return true;
10099 }
10100
10101
10102 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
10103 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
10104 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
10105 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
10106   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
10107
10108   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
10109   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
10110   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
10111   // code size and simplifying code.
10112   Constant *ConstantOp = 0;
10113   const Type *CastSrcTy = 0;
10114   bool isVolatile = false;
10115   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
10116     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
10117   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
10118     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
10119     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
10120     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
10121     if (ConstantOp == 0)
10122       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
10123   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
10124     isVolatile = LI->isVolatile();
10125     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
10126     // load and the PHI.
10127     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
10128         !isSafeToSinkLoad(LI))
10129       return 0;
10130     
10131     // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10132     // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10133     // the path through the other successor.
10134     if (isVolatile &&
10135         LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10136       return 0;
10137     
10138   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
10139     return FoldPHIArgGEPIntoPHI(PN);
10140   } else {
10141     return 0;  // Cannot fold this operation.
10142   }
10143
10144   // Check to see if all arguments are the same operation.
10145   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10146     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
10147     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10148     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
10149       return 0;
10150     if (CastSrcTy) {
10151       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
10152         return 0;  // Cast operation must match.
10153     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
10154       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
10155       // the load and the PHI.
10156       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
10157           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
10158           !isSafeToSinkLoad(LI))
10159         return 0;
10160       
10161       // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10162       // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10163       // the path through the other successor.
10164       if (isVolatile &&
10165           LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10166         return 0;
10167
10168       
10169     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
10170       return 0;
10171     }
10172   }
10173
10174   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
10175   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
10176   PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
10177                                    PN.getName()+".in");
10178   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10179
10180   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
10181   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
10182
10183   // Add all operands to the new PHI.
10184   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10185     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
10186     if (NewInVal != InVal)
10187       InVal = 0;
10188     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
10189   }
10190
10191   Value *PhiVal;
10192   if (InVal) {
10193     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
10194     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
10195     PhiVal = InVal;
10196     delete NewPN;
10197   } else {
10198     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10199     PhiVal = NewPN;
10200   }
10201
10202   // Insert and return the new operation.
10203   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
10204     return CastInst::Create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
10205   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10206     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
10207   if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
10208     return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
10209                            PhiVal, ConstantOp);
10210   assert(isa<LoadInst>(FirstInst) && "Unknown operation");
10211   
10212   // If this was a volatile load that we are merging, make sure to loop through
10213   // and mark all the input loads as non-volatile.  If we don't do this, we will
10214   // insert a new volatile load and the old ones will not be deletable.
10215   if (isVolatile)
10216     for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
10217       cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(i))->setVolatile(false);
10218   
10219   return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
10220 }
10221
10222 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
10223 /// that is dead.
10224 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
10225                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
10226   if (PN->use_empty()) return true;
10227   if (!PN->hasOneUse()) return false;
10228
10229   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
10230   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
10231     return true;
10232   
10233   // Don't scan crazily complex things.
10234   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
10235     return false;
10236
10237   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
10238     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
10239
10240   return false;
10241 }
10242
10243 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
10244 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
10245 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10246 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
10247                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
10248   // See if we already saw this PHI node.
10249   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
10250     return true;
10251   
10252   // Don't scan crazily complex things.
10253   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
10254     return false;
10255  
10256   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
10257   // the value.
10258   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10259     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
10260     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
10261       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10262         return false;
10263     } else if (Op != NonPhiInVal)
10264       return false;
10265   }
10266   
10267   return true;
10268 }
10269
10270
10271 // PHINode simplification
10272 //
10273 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
10274   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
10275   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
10276   
10277   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
10278     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
10279
10280   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
10281   // reducing code size.
10282   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
10283       isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(1)) &&
10284       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0))->getOpcode() ==
10285       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(1))->getOpcode() &&
10286       // FIXME: The hasOneUse check will fail for PHIs that use the value more
10287       // than themselves more than once.
10288       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
10289     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
10290       return Result;
10291
10292   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
10293   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
10294   // PHI)... break the cycle.
10295   if (PN.hasOneUse()) {
10296     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
10297     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
10298       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
10299       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
10300       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
10301         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
10302     }
10303    
10304     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
10305     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
10306     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
10307     // common case here is good because the only other things that catch this
10308     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
10309     // late.
10310     if (PHIUser->hasOneUse() &&
10311         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
10312         PHIUser->use_back() == &PN) {
10313       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
10314     }
10315   }
10316
10317   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
10318   // same value, for example:
10319   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10320   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
10321   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
10322   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
10323   {
10324     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
10325     // Scan for the first non-phi operand.
10326     while (InValNo != NumOperandVals && 
10327            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
10328       ++InValNo;
10329
10330     if (InValNo != NumOperandVals) {
10331       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
10332       
10333       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
10334       // there is no need to recursively scan other phis.
10335       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
10336         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
10337         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
10338           break;
10339       }
10340       
10341       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
10342       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
10343       // the value.
10344       if (InValNo == NumOperandVals) {
10345         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
10346         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10347           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
10348       }
10349     }
10350   }
10351   return 0;
10352 }
10353
10354 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
10355                                    Instruction *InsertPoint,
10356                                    InstCombiner *IC) {
10357   unsigned PtrSize = DTy->getPrimitiveSizeInBits();
10358   unsigned VTySize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
10359   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
10360   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
10361   // used for address computation.
10362   Instruction::CastOps opcode = 
10363      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
10364       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
10365   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
10366 }
10367
10368
10369 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
10370   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
10371   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
10372   // If so, eliminate the noop.
10373   if (GEP.getNumOperands() == 1)
10374     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10375
10376   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
10377     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
10378
10379   bool HasZeroPointerIndex = false;
10380   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
10381     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
10382
10383   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
10384     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10385
10386   // Eliminate unneeded casts for indices.
10387   bool MadeChange = false;
10388   
10389   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
10390   for (User::op_iterator i = GEP.op_begin() + 1, e = GEP.op_end();
10391        i != e; ++i, ++GTI) {
10392     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
10393       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*i)) {
10394         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
10395             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
10396           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
10397           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
10398           // is a 32-bit pointer target.
10399           if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
10400             MadeChange = true;
10401             *i = CI->getOperand(0);
10402           }
10403         }
10404       }
10405       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
10406       // to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.
10407       // If the incoming value needs a cast instruction,
10408       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
10409       // obvious.
10410       Value *Op = *i;
10411       if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) > TD->getPointerSizeInBits()) {
10412         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10413           *i = ConstantExpr::getTrunc(C, TD->getIntPtrType());
10414           MadeChange = true;
10415         } else {
10416           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
10417                                 GEP);
10418           *i = Op;
10419           MadeChange = true;
10420         }
10421       } else if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) < TD->getPointerSizeInBits()) {
10422         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10423           *i = ConstantExpr::getSExt(C, TD->getIntPtrType());
10424           MadeChange = true;
10425         } else {
10426           Op = InsertCastBefore(Instruction::SExt, Op, TD->getIntPtrType(),
10427                                 GEP);
10428           *i = Op;
10429           MadeChange = true;
10430         }
10431       }
10432     }
10433   }
10434   if (MadeChange) return &GEP;
10435
10436   // If this GEP instruction doesn't move the pointer, and if the input operand
10437   // is a bitcast of another pointer, just replace the GEP with a bitcast of the
10438   // real input to the dest type.
10439   if (GEP.hasAllZeroIndices()) {
10440     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(GEP.getOperand(0))) {
10441       // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
10442       // converted to match the type of the cast, don't touch this.
10443       if (isa<AllocationInst>(BCI->getOperand(0))) {
10444         // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
10445         if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
10446           if (I != BCI) {
10447             I->takeName(BCI);
10448             BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
10449             ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
10450           }
10451           return &GEP;
10452         }
10453       }
10454       return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
10455     }
10456   }
10457   
10458   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
10459   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
10460   // getelementptr instructions into a single instruction.
10461   //
10462   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
10463   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
10464     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
10465
10466   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
10467     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
10468     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
10469     // avoids us creating a TON of code in some cases.
10470     //
10471     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
10472         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
10473       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
10474
10475     SmallVector<Value*, 8> Indices;
10476
10477     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
10478     bool EndsWithSequential = false;
10479     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
10480            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
10481       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
10482
10483     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
10484     if (EndsWithSequential) {
10485       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
10486       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
10487       //
10488       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
10489       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
10490         Sum = GO1;
10491       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
10492         Sum = SO1;
10493       } else {
10494         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
10495         // target's pointer size.
10496         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
10497           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
10498             SO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
10499           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
10500             GO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
10501           } else {
10502             unsigned PS = TD->getPointerSizeInBits();
10503             if (TD->getTypeSizeInBits(SO1->getType()) == PS) {
10504               // Convert GO1 to SO1's type.
10505               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
10506
10507             } else if (TD->getTypeSizeInBits(GO1->getType()) == PS) {
10508               // Convert SO1 to GO1's type.
10509               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
10510             } else {
10511               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
10512               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
10513               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
10514             }
10515           }
10516         }
10517         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
10518           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
10519         else {
10520           Sum = BinaryOperator::CreateAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
10521           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
10522         }
10523       }
10524
10525       // Recycle the GEP we already have if possible.
10526       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
10527         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
10528         GEP.setOperand(1, Sum);
10529         return &GEP;
10530       } else {
10531         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
10532                        SrcGEPOperands.end()-1);
10533         Indices.push_back(Sum);
10534         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
10535       }
10536     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
10537                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
10538                SrcGEPOperands.size() != 1) {
10539       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
10540       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
10541                      SrcGEPOperands.end());
10542       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
10543     }
10544
10545     if (!Indices.empty())
10546       return GetElementPtrInst::Create(SrcGEPOperands[0], Indices.begin(),
10547                                        Indices.end(), GEP.getName());
10548
10549   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
10550     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
10551     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
10552
10553     // Scan for nonconstants...
10554     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
10555     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
10556     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
10557       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
10558
10559     if (I == E) {  // If they are all constants...
10560       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV,
10561                                                     &Indices[0],Indices.size());
10562
10563       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
10564       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
10565     }
10566   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
10567     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
10568       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
10569     } else if (HasZeroPointerIndex) {
10570       // transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
10571       // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
10572       //
10573       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
10574       //
10575       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
10576       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
10577       if (const ArrayType *XATy =
10578           dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
10579         if (const ArrayType *CATy =
10580             dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
10581           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
10582             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
10583             // to an array of the same type as the destination pointer
10584             // array.  Because the array type is never stepped over (there
10585             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
10586             GEP.setOperand(0, X);
10587             return &GEP;
10588           }
10589     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
10590       // Transform things like:
10591       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
10592       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
10593       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
10594       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
10595       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
10596           TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
10597           TD->getABITypeSize(ResElTy)) {
10598         Value *Idx[2];
10599         Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10600         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
10601         Value *V = InsertNewInstBefore(
10602                GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()), GEP);
10603         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
10604         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
10605       }
10606       
10607       // Transform things like:
10608       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
10609       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
10610       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
10611       
10612       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::Int8Ty) {
10613         uint64_t ArrayEltSize =
10614             TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
10615         
10616         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
10617         // allow either a mul, shift, or constant here.
10618         Value *NewIdx = 0;
10619         ConstantInt *Scale = 0;
10620         if (ArrayEltSize == 1) {
10621           NewIdx = GEP.getOperand(1);
10622           Scale = ConstantInt::get(NewIdx->getType(), 1);
10623         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
10624           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
10625           Scale = CI;
10626         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
10627           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
10628               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
10629             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
10630             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
10631             Scale = ConstantInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmtVal);
10632             NewIdx = Inst->getOperand(0);
10633           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
10634                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
10635             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
10636             NewIdx = Inst->getOperand(0);
10637           }
10638         }
10639         
10640         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
10641         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
10642         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
10643         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
10644         if (Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
10645             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
10646           Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
10647                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
10648           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
10649             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
10650                                                        false /*ZExt*/);
10651             Instruction *Sc = BinaryOperator::CreateMul(NewIdx, C, "idxscale");
10652             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
10653           }
10654
10655           // Insert the new GEP instruction.
10656           Value *Idx[2];
10657           Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10658           Idx[1] = NewIdx;
10659           Instruction *NewGEP =
10660             GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
10661           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
10662           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
10663           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
10664         }
10665       }
10666     }
10667   }
10668
10669   return 0;
10670 }
10671
10672 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
10673   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
10674   if (AI.isArrayAllocation()) {  // Check C != 1
10675     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
10676       const Type *NewTy = 
10677         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
10678       AllocationInst *New = 0;
10679
10680       // Create and insert the replacement instruction...
10681       if (isa<MallocInst>(AI))
10682         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
10683       else {
10684         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
10685         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
10686       }
10687
10688       InsertNewInstBefore(New, AI);
10689
10690       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
10691       // allocas if possible...
10692       //
10693       BasicBlock::iterator It = New;
10694       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
10695
10696       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
10697       // insert our getelementptr instruction...
10698       //
10699       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10700       Value *Idx[2];
10701       Idx[0] = NullIdx;
10702       Idx[1] = NullIdx;
10703       Value *V = GetElementPtrInst::Create(New, Idx, Idx + 2,
10704                                            New->getName()+".sub", It);
10705
10706       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
10707       // allocation.
10708       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
10709     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
10710       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
10711     }
10712   }
10713
10714   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
10715   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
10716   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
10717   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() &&
10718       TD->getABITypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
10719     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
10720
10721   return 0;
10722 }
10723
10724 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
10725   Value *Op = FI.getOperand(0);
10726
10727   // free undef -> unreachable.
10728   if (isa<UndefValue>(Op)) {
10729     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
10730     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
10731                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), &FI);
10732     return EraseInstFromFunction(FI);
10733   }
10734   
10735   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
10736   // when lots of inlining happens.
10737   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
10738     return EraseInstFromFunction(FI);
10739   
10740   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
10741   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
10742     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
10743     return &FI;
10744   }
10745   
10746   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
10747   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
10748     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
10749       AddToWorkList(GEPI);
10750       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
10751       return &FI;
10752     }
10753   }
10754   
10755   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
10756   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
10757     if (MI->hasOneUse()) {
10758       EraseInstFromFunction(FI);
10759       return EraseInstFromFunction(*MI);
10760     }
10761
10762   return 0;
10763 }
10764
10765
10766 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
10767 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
10768                                         const TargetData *TD) {
10769   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
10770   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
10771
10772   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CI)) {
10773     // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
10774     // directly if string length is small enough.
10775     std::string Str;
10776     if (GetConstantStringInfo(CE->getOperand(0), Str) && !Str.empty()) {
10777       unsigned len = Str.length();
10778       const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
10779       unsigned numBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
10780       // Replace LI with immediate integer store.
10781       if ((numBits >> 3) == len + 1) {
10782         APInt StrVal(numBits, 0);
10783         APInt SingleChar(numBits, 0);
10784         if (TD->isLittleEndian()) {
10785           for (signed i = len-1; i >= 0; i--) {
10786             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
10787             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10788           }
10789         } else {
10790           for (unsigned i = 0; i < len; i++) {
10791             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
10792             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10793           }
10794           // Append NULL at the end.
10795           SingleChar = 0;
10796           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10797         }
10798         Value *NL = ConstantInt::get(StrVal);
10799         return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, NL);
10800       }
10801     }
10802   }
10803
10804   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
10805   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
10806     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10807
10808     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
10809          isa<VectorType>(DestPTy)) {
10810       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
10811       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
10812       // constants.
10813       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
10814         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
10815           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
10816             Value *Idxs[2];
10817             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10818             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
10819             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
10820             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10821           }
10822
10823       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
10824             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
10825           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
10826           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
10827           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
10828           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
10829                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
10830
10831         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
10832         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
10833         // the result of the loaded value.
10834         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
10835                                                              CI->getName(),
10836                                                          LI.isVolatile()),LI);
10837         // Now cast the result of the load.
10838         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
10839       }
10840     }
10841   }
10842   return 0;
10843 }
10844
10845 /// isSafeToLoadUnconditionally - Return true if we know that executing a load
10846 /// from this value cannot trap.  If it is not obviously safe to load from the
10847 /// specified pointer, we do a quick local scan of the basic block containing
10848 /// ScanFrom, to determine if the address is already accessed.
10849 static bool isSafeToLoadUnconditionally(Value *V, Instruction *ScanFrom) {
10850   // If it is an alloca it is always safe to load from.
10851   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
10852
10853   // If it is a global variable it is mostly safe to load from.
10854   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
10855     // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
10856     return !isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage();
10857
10858   // Otherwise, be a little bit agressive by scanning the local block where we
10859   // want to check to see if the pointer is already being loaded or stored
10860   // from/to.  If so, the previous load or store would have already trapped,
10861   // so there is no harm doing an extra load (also, CSE will later eliminate
10862   // the load entirely).
10863   BasicBlock::iterator BBI = ScanFrom, E = ScanFrom->getParent()->begin();
10864
10865   while (BBI != E) {
10866     --BBI;
10867
10868     // If we see a free or a call (which might do a free) the pointer could be
10869     // marked invalid.
10870     if (isa<FreeInst>(BBI) || isa<CallInst>(BBI))
10871       return false;
10872     
10873     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
10874       if (LI->getOperand(0) == V) return true;
10875     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
10876       if (SI->getOperand(1) == V) return true;
10877     }
10878
10879   }
10880   return false;
10881 }
10882
10883 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
10884   Value *Op = LI.getOperand(0);
10885
10886   // Attempt to improve the alignment.
10887   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Op);
10888   if (KnownAlign >
10889       (LI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(LI.getType()) :
10890                                 LI.getAlignment()))
10891     LI.setAlignment(KnownAlign);
10892
10893   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
10894   if (isa<CastInst>(Op))
10895     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
10896       return Res;
10897
10898   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
10899   if (LI.isVolatile()) return 0;
10900   
10901   // Do really simple store-to-load forwarding and load CSE, to catch cases
10902   // where there are several consequtive memory accesses to the same location,
10903   // separated by a few arithmetic operations.
10904   BasicBlock::iterator BBI = &LI;
10905   if (Value *AvailableVal = FindAvailableLoadedValue(Op, LI.getParent(), BBI,6))
10906     return ReplaceInstUsesWith(LI, AvailableVal);
10907
10908   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
10909     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
10910     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10911     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) &&
10912         cast<PointerType>(GEPI0->getType())->getAddressSpace() == 0) {
10913       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
10914       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
10915       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
10916       // CFG.
10917       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10918                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10919       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10920     }
10921   } 
10922
10923   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10924     // load null/undef -> undef
10925     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10926     if (isa<UndefValue>(C) || (C->isNullValue() && 
10927         cast<PointerType>(Op->getType())->getAddressSpace() == 0)) {
10928       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
10929       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
10930       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
10931       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10932                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10933       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10934     }
10935
10936     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
10937     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
10938       if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
10939         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
10940
10941     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
10942     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op)) {
10943       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
10944         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
10945           if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
10946             if (Constant *V = 
10947                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
10948               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
10949         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
10950           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
10951           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
10952           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
10953           // CFG.
10954           new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10955                         Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10956           return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10957         }
10958
10959       } else if (CE->isCast()) {
10960         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
10961           return Res;
10962       }
10963     }
10964   }
10965     
10966   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
10967   // is all undef or zero, we know what it loads.
10968   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op->getUnderlyingObject())){
10969     if (GV->isConstant() && GV->hasInitializer()) {
10970       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
10971         return ReplaceInstUsesWith(LI, Constant::getNullValue(LI.getType()));
10972       else if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
10973         return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10974     }
10975   }
10976
10977   if (Op->hasOneUse()) {
10978     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
10979     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
10980     // exposes redundancy in the code.
10981     //
10982     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
10983     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
10984     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
10985     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
10986     // unconditionally.
10987     //
10988     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
10989       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
10990       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
10991           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
10992         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
10993                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
10994         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
10995                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
10996         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), V1, V2);
10997       }
10998
10999       // load (select (cond, null, P)) -> load P
11000       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
11001         if (C->isNullValue()) {
11002           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
11003           return &LI;
11004         }
11005
11006       // load (select (cond, P, null)) -> load P
11007       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
11008         if (C->isNullValue()) {
11009           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
11010           return &LI;
11011         }
11012     }
11013   }
11014   return 0;
11015 }
11016
11017 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
11018 /// when possible.
11019 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
11020   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
11021   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
11022
11023   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
11024   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
11025     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11026
11027     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
11028       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
11029       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
11030       // constants.
11031       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
11032         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
11033           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
11034             Value* Idxs[2];
11035             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
11036             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
11037             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
11038             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11039           }
11040
11041       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
11042           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
11043                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
11044
11045         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
11046         // the same size.  Instead of casting the pointer before 
11047         // the store, cast the value to be stored.
11048         Value *NewCast;
11049         Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
11050         Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
11051         const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
11052         const Type* CastDstTy = SrcPTy;
11053         if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
11054           if (CastSrcTy->isInteger())
11055             opcode = Instruction::IntToPtr;
11056         } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
11057           if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
11058             opcode = Instruction::PtrToInt;
11059         }
11060         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
11061           NewCast = ConstantExpr::getCast(opcode, C, CastDstTy);
11062         else
11063           NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
11064             CastInst::Create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
11065             SI);
11066         return new StoreInst(NewCast, CastOp);
11067       }
11068     }
11069   }
11070   return 0;
11071 }
11072
11073 /// equivalentAddressValues - Test if A and B will obviously have the same
11074 /// value. This includes recognizing that %t0 and %t1 will have the same
11075 /// value in code like this:
11076 ///   %t0 = getelementptr @a, 0, 3
11077 ///   store i32 0, i32* %t0
11078 ///   %t1 = getelementptr @a, 0, 3
11079 ///   %t2 = load i32* %t1
11080 ///
11081 static bool equivalentAddressValues(Value *A, Value *B) {
11082   // Test if the values are trivially equivalent.
11083   if (A == B) return true;
11084   
11085   // Test if the values come form identical arithmetic instructions.
11086   if (isa<BinaryOperator>(A) ||
11087       isa<CastInst>(A) ||
11088       isa<PHINode>(A) ||
11089       isa<GetElementPtrInst>(A))
11090     if (Instruction *BI = dyn_cast<Instruction>(B))
11091       if (cast<Instruction>(A)->isIdenticalTo(BI))
11092         return true;
11093   
11094   // Otherwise they may not be equivalent.
11095   return false;
11096 }
11097
11098 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
11099   Value *Val = SI.getOperand(0);
11100   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
11101
11102   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
11103     EraseInstFromFunction(SI);
11104     ++NumCombined;
11105     return 0;
11106   }
11107   
11108   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
11109   // alloca dead.
11110   if (Ptr->hasOneUse() && !SI.isVolatile()) {
11111     if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
11112       EraseInstFromFunction(SI);
11113       ++NumCombined;
11114       return 0;
11115     }
11116     
11117     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
11118       if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) &&
11119           GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
11120         EraseInstFromFunction(SI);
11121         ++NumCombined;
11122         return 0;
11123       }
11124   }
11125
11126   // Attempt to improve the alignment.
11127   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr);
11128   if (KnownAlign >
11129       (SI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(Val->getType()) :
11130                                 SI.getAlignment()))
11131     SI.setAlignment(KnownAlign);
11132
11133   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consequtive
11134   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
11135   // situation often occurs with bitfield accesses.
11136   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
11137   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
11138        --ScanInsts) {
11139     --BBI;
11140     
11141     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
11142       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
11143       if (!PrevSI->isVolatile() &&equivalentAddressValues(PrevSI->getOperand(1),
11144                                                           SI.getOperand(1))) {
11145         ++NumDeadStore;
11146         ++BBI;
11147         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
11148         continue;
11149       }
11150       break;
11151     }
11152     
11153     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
11154     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
11155     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
11156     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
11157       if (LI == Val && equivalentAddressValues(LI->getOperand(0), Ptr) &&
11158           !SI.isVolatile()) {
11159         EraseInstFromFunction(SI);
11160         ++NumCombined;
11161         return 0;
11162       }
11163       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
11164       // may not be dead.
11165       break;
11166     }
11167     
11168     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
11169     if (BBI->mayWriteToMemory() || BBI->mayReadFromMemory())
11170       break;
11171   }
11172   
11173   
11174   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
11175
11176   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
11177   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
11178     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
11179       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
11180       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
11181         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
11182       ++NumCombined;
11183     }
11184     return 0;  // Do not modify these!
11185   }
11186
11187   // store undef, Ptr -> noop
11188   if (isa<UndefValue>(Val)) {
11189     EraseInstFromFunction(SI);
11190     ++NumCombined;
11191     return 0;
11192   }
11193
11194   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
11195   // source instead.
11196   if (isa<CastInst>(Ptr))
11197     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11198       return Res;
11199   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
11200     if (CE->isCast())
11201       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11202         return Res;
11203
11204   
11205   // If this store is the last instruction in the basic block, and if the block
11206   // ends with an unconditional branch, try to move it to the successor block.
11207   BBI = &SI; ++BBI;
11208   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
11209     if (BI->isUnconditional())
11210       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
11211         return 0;  // xform done!
11212   
11213   return 0;
11214 }
11215
11216 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
11217 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
11218 /// into a phi node with a store in the successor.
11219 ///
11220 /// Simplify things like:
11221 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
11222 /// into a phi node with a store in the successor.
11223 ///
11224 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
11225   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
11226   
11227   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
11228   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
11229   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
11230   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
11231   
11232   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
11233   // the other predecessor.
11234   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
11235   BasicBlock *OtherBB = 0;
11236   if (*PI != StoreBB)
11237     OtherBB = *PI;
11238   ++PI;
11239   if (PI == pred_end(DestBB))
11240     return false;
11241   
11242   if (*PI != StoreBB) {
11243     if (OtherBB)
11244       return false;
11245     OtherBB = *PI;
11246   }
11247   if (++PI != pred_end(DestBB))
11248     return false;
11249
11250   // Bail out if all the relevant blocks aren't distinct (this can happen,
11251   // for example, if SI is in an infinite loop)
11252   if (StoreBB == DestBB || OtherBB == DestBB)
11253     return false;
11254
11255   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
11256   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
11257   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
11258   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
11259     return false;
11260   
11261   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
11262   // else' case.  there is an instruction before the branch.
11263   StoreInst *OtherStore = 0;
11264   if (OtherBr->isUnconditional()) {
11265     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
11266     --BBI;
11267     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
11268     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
11269       return false;
11270   } else {
11271     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
11272     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
11273     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
11274         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
11275       return false;
11276     
11277     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
11278     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
11279     // lives in OtherBB.
11280     for (;; --BBI) {
11281       // Check to see if we find the matching store.
11282       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
11283         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
11284           return false;
11285         break;
11286       }
11287       // If we find something that may be using or overwriting the stored
11288       // value, or if we run out of instructions, we can't do the xform.
11289       if (BBI->mayReadFromMemory() || BBI->mayWriteToMemory() ||
11290           BBI == OtherBB->begin())
11291         return false;
11292     }
11293     
11294     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
11295     // make sure nothing reads or overwrites the stored value in
11296     // StoreBB.
11297     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
11298       // FIXME: This should really be AA driven.
11299       if (I->mayReadFromMemory() || I->mayWriteToMemory())
11300         return false;
11301     }
11302   }
11303   
11304   // Insert a PHI node now if we need it.
11305   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
11306   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
11307     PHINode *PN = PHINode::Create(MergedVal->getType(), "storemerge");
11308     PN->reserveOperandSpace(2);
11309     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
11310     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
11311     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
11312   }
11313   
11314   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
11315   // insert it.
11316   BBI = DestBB->getFirstNonPHI();
11317   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
11318                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
11319   
11320   // Nuke the old stores.
11321   EraseInstFromFunction(SI);
11322   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
11323   ++NumCombined;
11324   return true;
11325 }
11326
11327
11328 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
11329   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
11330   Value *X = 0;
11331   BasicBlock *TrueDest;
11332   BasicBlock *FalseDest;
11333   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
11334       !isa<Constant>(X)) {
11335     // Swap Destinations and condition...
11336     BI.setCondition(X);
11337     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11338     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11339     return &BI;
11340   }
11341
11342   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
11343   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
11344   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
11345                              TrueDest, FalseDest)))
11346     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
11347          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
11348       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
11349       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
11350       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
11351       NewSCC->takeName(I);
11352       // Swap Destinations and condition...
11353       BI.setCondition(NewSCC);
11354       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11355       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11356       RemoveFromWorkList(I);
11357       I->eraseFromParent();
11358       AddToWorkList(NewSCC);
11359       return &BI;
11360     }
11361
11362   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
11363   ICmpInst::Predicate IPred;
11364   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
11365                       TrueDest, FalseDest)))
11366     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
11367          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
11368          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
11369       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
11370       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
11371       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
11372       NewSCC->takeName(I);
11373       // Swap Destinations and condition...
11374       BI.setCondition(NewSCC);
11375       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11376       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11377       RemoveFromWorkList(I);
11378       I->eraseFromParent();;
11379       AddToWorkList(NewSCC);
11380       return &BI;
11381     }
11382
11383   return 0;
11384 }
11385
11386 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
11387   Value *Cond = SI.getCondition();
11388   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
11389     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
11390       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
11391         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
11392         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
11393           SI.setOperand(i,ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
11394                                                 AddRHS));
11395         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
11396         AddToWorkList(I);
11397         return &SI;
11398       }
11399   }
11400   return 0;
11401 }
11402
11403 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
11404   Value *Agg = EV.getAggregateOperand();
11405
11406   if (!EV.hasIndices())
11407     return ReplaceInstUsesWith(EV, Agg);
11408
11409   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Agg)) {
11410     if (isa<UndefValue>(C))
11411       return ReplaceInstUsesWith(EV, UndefValue::get(EV.getType()));
11412       
11413     if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
11414       return ReplaceInstUsesWith(EV, Constant::getNullValue(EV.getType()));
11415
11416     if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantStruct>(C)) {
11417       // Extract the element indexed by the first index out of the constant
11418       Value *V = C->getOperand(*EV.idx_begin());
11419       if (EV.getNumIndices() > 1)
11420         // Extract the remaining indices out of the constant indexed by the
11421         // first index
11422         return ExtractValueInst::Create(V, EV.idx_begin() + 1, EV.idx_end());
11423       else
11424         return ReplaceInstUsesWith(EV, V);
11425     }
11426     return 0; // Can't handle other constants
11427   } 
11428   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
11429     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
11430     const unsigned *exti, *exte, *insi, *inse;
11431     for (exti = EV.idx_begin(), insi = IV->idx_begin(),
11432          exte = EV.idx_end(), inse = IV->idx_end();
11433          exti != exte && insi != inse;
11434          ++exti, ++insi) {
11435       if (*insi != *exti)
11436         // The insert and extract both reference distinctly different elements.
11437         // This means the extract is not influenced by the insert, and we can
11438         // replace the aggregate operand of the extract with the aggregate
11439         // operand of the insert. i.e., replace
11440         // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
11441         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 0
11442         // with
11443         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 0
11444         return ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
11445                                         EV.idx_begin(), EV.idx_end());
11446     }
11447     if (exti == exte && insi == inse)
11448       // Both iterators are at the end: Index lists are identical. Replace
11449       // %B = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
11450       // %C = extractvalue { i32, { i32 } } %B, 1, 0
11451       // with "i32 42"
11452       return ReplaceInstUsesWith(EV, IV->getInsertedValueOperand());
11453     if (exti == exte) {
11454       // The extract list is a prefix of the insert list. i.e. replace
11455       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
11456       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1
11457       // with
11458       // %X = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 1
11459       // %E = insertvalue { i32 } %X, i32 42, 0
11460       // by switching the order of the insert and extract (though the
11461       // insertvalue should be left in, since it may have other uses).
11462       Value *NewEV = InsertNewInstBefore(
11463         ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
11464                                  EV.idx_begin(), EV.idx_end()),
11465         EV);
11466       return InsertValueInst::Create(NewEV, IV->getInsertedValueOperand(),
11467                                      insi, inse);
11468     }
11469     if (insi == inse)
11470       // The insert list is a prefix of the extract list
11471       // We can simply remove the common indices from the extract and make it
11472       // operate on the inserted value instead of the insertvalue result.
11473       // i.e., replace
11474       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
11475       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1, 0
11476       // with
11477       // %E extractvalue { i32 } { i32 42 }, 0
11478       return ExtractValueInst::Create(IV->getInsertedValueOperand(), 
11479                                       exti, exte);
11480   }
11481   // Can't simplify extracts from other values. Note that nested extracts are
11482   // already simplified implicitely by the above (extract ( extract (insert) )
11483   // will be translated into extract ( insert ( extract ) ) first and then just
11484   // the value inserted, if appropriate).
11485   return 0;
11486 }
11487
11488 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
11489 /// is to leave as a vector operation.
11490 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
11491   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
11492     return true;
11493   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
11494     if (isConstant) return true;
11495     // If all elts are the same, we can extract.
11496     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
11497     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
11498       if (C->getOperand(i) != Op0)
11499         return false;
11500     return true;
11501   }
11502   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
11503   if (!I) return false;
11504   
11505   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
11506   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
11507   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
11508       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
11509     return true;
11510   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
11511     return true;
11512   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
11513     if (BO->hasOneUse() &&
11514         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
11515          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
11516       return true;
11517   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
11518     if (CI->hasOneUse() &&
11519         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
11520          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
11521       return true;
11522   
11523   return false;
11524 }
11525
11526 /// Read and decode a shufflevector mask.
11527 ///
11528 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
11529 /// elements in the input.
11530 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
11531   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
11532   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
11533     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
11534   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
11535     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
11536
11537   std::vector<unsigned> Result;
11538   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
11539   for (User::const_op_iterator i = CP->op_begin(), e = CP->op_end(); i!=e; ++i)
11540     if (isa<UndefValue>(*i))
11541       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
11542     else
11543       Result.push_back(cast<ConstantInt>(*i)->getZExtValue());
11544   return Result;
11545 }
11546
11547 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
11548 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
11549 /// extracted from the vector.
11550 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
11551   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
11552   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
11553   unsigned Width = PTy->getNumElements();
11554   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
11555     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11556   
11557   if (isa<UndefValue>(V))
11558     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11559   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
11560     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
11561   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
11562     return CP->getOperand(EltNo);
11563   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11564     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
11565     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
11566       return 0;
11567     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
11568     
11569     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
11570     // inserted value.
11571     if (EltNo == IIElt) 
11572       return III->getOperand(1);
11573     
11574     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
11575     // vector input.
11576     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
11577   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
11578     unsigned LHSWidth =
11579       cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11580     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
11581     if (InEl < LHSWidth)
11582       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
11583     else if (InEl < LHSWidth*2)
11584       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - LHSWidth);
11585     else
11586       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11587   }
11588   
11589   // Otherwise, we don't know.
11590   return 0;
11591 }
11592
11593 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
11594   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
11595   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
11596     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11597
11598   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
11599   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
11600     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
11601   
11602   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
11603     // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
11604     // that element. When the elements are not identical, we cannot replace yet
11605     // (we do that below, but only when the index is constant).
11606     Constant *op0 = C->getOperand(0);
11607     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
11608       if (C->getOperand(i) != op0) {
11609         op0 = 0; 
11610         break;
11611       }
11612     if (op0)
11613       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
11614   }
11615   
11616   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
11617   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
11618   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
11619     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
11620     unsigned VectorWidth = 
11621       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11622       
11623     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
11624     // crashing the code below.
11625     if (IndexVal >= VectorWidth)
11626       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11627     
11628     // This instruction only demands the single element from the input vector.
11629     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
11630     // property.
11631     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
11632       uint64_t UndefElts;
11633       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
11634                                                 1 << IndexVal,
11635                                                 UndefElts)) {
11636         EI.setOperand(0, V);
11637         return &EI;
11638       }
11639     }
11640     
11641     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
11642       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
11643     
11644     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
11645     // the same number of elements, see if we can find the source element from
11646     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
11647     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
11648       if (const VectorType *VT = 
11649               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
11650         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
11651           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
11652             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
11653     }
11654   }
11655   
11656   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
11657     if (I->hasOneUse()) {
11658       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
11659       // profitable to do so
11660       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
11661         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
11662         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
11663           ExtractElementInst *newEI0 = 
11664             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
11665                                    EI.getName()+".lhs");
11666           ExtractElementInst *newEI1 =
11667             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
11668                                    EI.getName()+".rhs");
11669           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
11670           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
11671           return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
11672         }
11673       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
11674         unsigned AS = 
11675           cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
11676         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(I->getOperand(0),
11677                                          PointerType::get(EI.getType(), AS),EI);
11678         GetElementPtrInst *GEP =
11679           GetElementPtrInst::Create(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName()+".gep");
11680         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
11681         return new LoadInst(GEP);
11682       }
11683     }
11684     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
11685       // Extracting the inserted element?
11686       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
11687         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
11688       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
11689       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
11690       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
11691           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
11692         AddUsesToWorkList(EI);
11693         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
11694         return &EI;
11695       }
11696     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
11697       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
11698       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
11699       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
11700         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
11701         Value *Src;
11702         unsigned LHSWidth =
11703           cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11704
11705         if (SrcIdx < LHSWidth)
11706           Src = SVI->getOperand(0);
11707         else if (SrcIdx < LHSWidth*2) {
11708           SrcIdx -= LHSWidth;
11709           Src = SVI->getOperand(1);
11710         } else {
11711           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11712         }
11713         return new ExtractElementInst(Src, SrcIdx);
11714       }
11715     }
11716   }
11717   return 0;
11718 }
11719
11720 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
11721 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
11722 /// Otherwise, return false.
11723 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
11724                                          std::vector<Constant*> &Mask) {
11725   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
11726          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
11727   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
11728
11729   if (isa<UndefValue>(V)) {
11730     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11731     return true;
11732   } else if (V == LHS) {
11733     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11734       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
11735     return true;
11736   } else if (V == RHS) {
11737     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11738       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i+NumElts));
11739     return true;
11740   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11741     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
11742     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
11743     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
11744     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
11745     
11746     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
11747       return false;
11748     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11749     
11750     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
11751       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
11752       // transitively ok.
11753       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
11754         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
11755         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::Int32Ty);
11756         return true;
11757       }      
11758     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
11759       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
11760           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
11761         unsigned ExtractedIdx =
11762           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11763         
11764         // This must be extracting from either LHS or RHS.
11765         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
11766           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
11767           // transitively ok.
11768           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
11769             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
11770             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
11771               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11772                  ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
11773             } else {
11774               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
11775               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11776                 ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
11777               
11778             }
11779             return true;
11780           }
11781         }
11782       }
11783     }
11784   }
11785   // TODO: Handle shufflevector here!
11786   
11787   return false;
11788 }
11789
11790 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
11791 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
11792 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
11793 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
11794                                      Value *&RHS) {
11795   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
11796          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
11797          "Invalid shuffle!");
11798   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
11799
11800   if (isa<UndefValue>(V)) {
11801     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11802     return V;
11803   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
11804     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0));
11805     return V;
11806   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11807     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
11808     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
11809     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
11810     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
11811     
11812     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
11813       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
11814           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
11815         unsigned ExtractedIdx =
11816           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11817         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11818         
11819         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
11820         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
11821         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
11822           RHS = EI->getOperand(0);
11823           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
11824           Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11825             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
11826           return V;
11827         }
11828         
11829         if (VecOp == RHS) {
11830           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
11831           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
11832           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
11833             if (i != InsertedIdx)
11834               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+i);
11835           }
11836           return V;
11837         }
11838         
11839         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
11840         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
11841         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
11842           return EI->getOperand(0);
11843         
11844       }
11845     }
11846   }
11847   // TODO: Handle shufflevector here!
11848   
11849   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
11850   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11851     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
11852   return V;
11853 }
11854
11855 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
11856   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
11857   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
11858   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
11859   
11860   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
11861   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
11862     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
11863   
11864   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
11865   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
11866   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
11867     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
11868         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
11869       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
11870       unsigned ExtractedIdx =
11871         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11872       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11873       
11874       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
11875         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
11876       
11877       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
11878         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
11879       
11880       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
11881       // back into the same place, just use the input vector.
11882       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
11883         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
11884       
11885       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
11886       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
11887       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
11888       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
11889       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
11890         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
11891         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
11892         // Build a new shuffle mask.
11893         std::vector<Constant*> Mask;
11894         if (isa<UndefValue>(VecOp))
11895           Mask.assign(NumVectorElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11896         else {
11897           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
11898           Mask.assign(NumVectorElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
11899                                                        NumVectorElts));
11900         } 
11901         Mask[InsertedIdx] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
11902         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
11903                                      ConstantVector::get(Mask));
11904       }
11905       
11906       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
11907       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
11908       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
11909         std::vector<Constant*> Mask;
11910         Value *RHS = 0;
11911         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
11912         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
11913         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
11914         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
11915       }
11916     }
11917   }
11918
11919   return 0;
11920 }
11921
11922
11923 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
11924   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
11925   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
11926   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
11927
11928   bool MadeChange = false;
11929
11930   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
11931   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
11932     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
11933
11934   uint64_t UndefElts;
11935   unsigned VWidth = cast<VectorType>(SVI.getType())->getNumElements();
11936
11937   if (VWidth != cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements())
11938     return 0;
11939
11940   uint64_t AllOnesEltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
11941   if (VWidth <= 64 &&
11942       SimplifyDemandedVectorElts(&SVI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
11943     LHS = SVI.getOperand(0);
11944     RHS = SVI.getOperand(1);
11945     MadeChange = true;
11946   }
11947   
11948   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
11949   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
11950   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
11951     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
11952       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
11953       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
11954     }
11955     
11956     // Remap any references to RHS to use LHS.
11957     std::vector<Constant*> Elts;
11958     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
11959       if (Mask[i] >= 2*e)
11960         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11961       else {
11962         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
11963             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS))) {
11964           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
11965           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11966         } else {
11967           Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
11968           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
11969         }
11970       }
11971     }
11972     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
11973     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
11974     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
11975     LHS = SVI.getOperand(0);
11976     RHS = SVI.getOperand(1);
11977     MadeChange = true;
11978   }
11979   
11980   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
11981   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
11982     
11983   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
11984     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
11985     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
11986     isLHSID &= (Mask[i] == i);
11987       
11988     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
11989     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
11990   }
11991
11992   // Eliminate identity shuffles.
11993   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
11994   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
11995   
11996   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
11997   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
11998   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
11999   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
12000   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
12001   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
12002   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
12003   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
12004   // (splat(splat)) -> splat.
12005   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
12006     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
12007       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
12008
12009       std::vector<unsigned> NewMask;
12010       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
12011         if (Mask[i] >= 2*e)
12012           NewMask.push_back(2*e);
12013         else
12014           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
12015       
12016       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
12017       // the replacement.
12018       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
12019         std::vector<Constant*> Elts;
12020         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
12021           if (NewMask[i] >= e*2) {
12022             Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
12023           } else {
12024             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
12025           }
12026         }
12027         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
12028                                      LHSSVI->getOperand(1),
12029                                      ConstantVector::get(Elts));
12030       }
12031     }
12032   }
12033
12034   return MadeChange ? &SVI : 0;
12035 }
12036
12037
12038
12039
12040 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
12041 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
12042 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
12043 /// end of its block.
12044 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
12045   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
12046
12047   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
12048   if (isa<PHINode>(I) || I->mayWriteToMemory() || isa<TerminatorInst>(I))
12049     return false;
12050
12051   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
12052   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
12053         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
12054     return false;
12055
12056   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
12057   // the end of block that could change the value.
12058   if (I->mayReadFromMemory()) {
12059     for (BasicBlock::iterator Scan = I, E = I->getParent()->end();
12060          Scan != E; ++Scan)
12061       if (Scan->mayWriteToMemory())
12062         return false;
12063   }
12064
12065   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstNonPHI();
12066
12067   I->moveBefore(InsertPos);
12068   ++NumSunkInst;
12069   return true;
12070 }
12071
12072
12073 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
12074 /// all reachable code to the worklist.
12075 ///
12076 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
12077 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
12078 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
12079 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
12080 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
12081 ///
12082 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
12083                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
12084                                        InstCombiner &IC,
12085                                        const TargetData *TD) {
12086   SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
12087   Worklist.push_back(BB);
12088
12089   while (!Worklist.empty()) {
12090     BB = Worklist.back();
12091     Worklist.pop_back();
12092     
12093     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
12094     if (!Visited.insert(BB)) continue;
12095
12096     DbgInfoIntrinsic *DBI_Prev = NULL;
12097     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
12098       Instruction *Inst = BBI++;
12099       
12100       // DCE instruction if trivially dead.
12101       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
12102         ++NumDeadInst;
12103         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
12104         Inst->eraseFromParent();
12105         continue;
12106       }
12107       
12108       // ConstantProp instruction if trivially constant.
12109       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD)) {
12110         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
12111         Inst->replaceAllUsesWith(C);
12112         ++NumConstProp;
12113         Inst->eraseFromParent();
12114         continue;
12115       }
12116      
12117       // If there are two consecutive llvm.dbg.stoppoint calls then
12118       // it is likely that the optimizer deleted code in between these
12119       // two intrinsics. 
12120       DbgInfoIntrinsic *DBI_Next = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(Inst);
12121       if (DBI_Next) {
12122         if (DBI_Prev
12123             && DBI_Prev->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint
12124             && DBI_Next->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint) {
12125           IC.RemoveFromWorkList(DBI_Prev);
12126           DBI_Prev->eraseFromParent();
12127         }
12128         DBI_Prev = DBI_Next;
12129       }
12130
12131       IC.AddToWorkList(Inst);
12132     }
12133
12134     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
12135     // constant, only visit the reachable successor.
12136     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
12137     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
12138       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
12139         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
12140         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
12141         Worklist.push_back(ReachableBB);
12142         continue;
12143       }
12144     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
12145       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
12146         // See if this is an explicit destination.
12147         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12148           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
12149             BasicBlock *ReachableBB = SI->getSuccessor(i);
12150             Worklist.push_back(ReachableBB);
12151             continue;
12152           }
12153         
12154         // Otherwise it is the default destination.
12155         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
12156         continue;
12157       }
12158     }
12159     
12160     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12161       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
12162   }
12163 }
12164
12165 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
12166   bool Changed = false;
12167   TD = &getAnalysis<TargetData>();
12168   
12169   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
12170              << F.getNameStr() << "\n");
12171
12172   {
12173     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
12174     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
12175     // track of which blocks we visit.
12176     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
12177     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
12178
12179     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
12180     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
12181     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
12182     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
12183       if (!Visited.count(BB)) {
12184         Instruction *Term = BB->getTerminator();
12185         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
12186           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
12187
12188           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12189           ++NumDeadInst;
12190
12191           if (!I->use_empty())
12192             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
12193           I->eraseFromParent();
12194         }
12195       }
12196   }
12197
12198   while (!Worklist.empty()) {
12199     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
12200     if (I == 0) continue;  // skip null values.
12201
12202     // Check to see if we can DCE the instruction.
12203     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12204       // Add operands to the worklist.
12205       if (I->getNumOperands() < 4)
12206         AddUsesToWorkList(*I);
12207       ++NumDeadInst;
12208
12209       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12210
12211       I->eraseFromParent();
12212       RemoveFromWorkList(I);
12213       continue;
12214     }
12215
12216     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
12217     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD)) {
12218       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
12219
12220       // Add operands to the worklist.
12221       AddUsesToWorkList(*I);
12222       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
12223
12224       ++NumConstProp;
12225       I->eraseFromParent();
12226       RemoveFromWorkList(I);
12227       continue;
12228     }
12229
12230     if (TD && I->getType()->getTypeID() == Type::VoidTyID) {
12231       // See if we can constant fold its operands.
12232       for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i) {
12233         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(i)) {
12234           if (Constant *NewC = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD))
12235             i->set(NewC);
12236         }
12237       }
12238     }
12239
12240     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
12241     if (I->hasOneUse()) {
12242       BasicBlock *BB = I->getParent();
12243       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
12244       if (UserParent != BB) {
12245         bool UserIsSuccessor = false;
12246         // See if the user is one of our successors.
12247         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
12248           if (*SI == UserParent) {
12249             UserIsSuccessor = true;
12250             break;
12251           }
12252
12253         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
12254         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
12255         // otherwise), we can keep going.
12256         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
12257             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
12258           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
12259           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
12260       }
12261     }
12262
12263     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
12264 #ifndef NDEBUG
12265     std::string OrigI;
12266 #endif
12267     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
12268     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
12269       ++NumCombined;
12270       // Should we replace the old instruction with a new one?
12271       if (Result != I) {
12272         DOUT << "IC: Old = " << *I
12273              << "    New = " << *Result;
12274
12275         // Everything uses the new instruction now.
12276         I->replaceAllUsesWith(Result);
12277
12278         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
12279         AddToWorkList(Result);
12280         AddUsersToWorkList(*Result);
12281
12282         // Move the name to the new instruction first.
12283         Result->takeName(I);
12284
12285         // Insert the new instruction into the basic block...
12286         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
12287         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
12288
12289         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
12290           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
12291             ++InsertPos;
12292
12293         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
12294
12295         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
12296         // use counts.
12297         AddUsesToWorkList(*I);
12298
12299         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
12300         // we do not process an instruction that has been deleted.
12301         RemoveFromWorkList(I);
12302
12303         // Erase the old instruction.
12304         InstParent->getInstList().erase(I);
12305       } else {
12306 #ifndef NDEBUG
12307         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
12308              << "    New = " << *I;
12309 #endif
12310
12311         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
12312         // if so, remove it.
12313         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12314           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
12315           // use counts.
12316           AddUsesToWorkList(*I);
12317
12318           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
12319           // occurrences of this instruction.
12320           RemoveFromWorkList(I);
12321           I->eraseFromParent();
12322         } else {
12323           AddToWorkList(I);
12324           AddUsersToWorkList(*I);
12325         }
12326       }
12327       Changed = true;
12328     }
12329   }
12330
12331   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
12332     
12333   // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
12334   WorklistMap.clear();
12335   return Changed;
12336 }
12337
12338
12339 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
12340   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
12341   
12342   bool EverMadeChange = false;
12343
12344   // Iterate while there is work to do.
12345   unsigned Iteration = 0;
12346   while (DoOneIteration(F, Iteration++))
12347     EverMadeChange = true;
12348   return EverMadeChange;
12349 }
12350
12351 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
12352   return new InstCombiner();
12353 }
12354
12355