Generalize the FoldOrWithConstant method to fold for any two constants which
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
11 // instructions.  This pass does not modify the CFG.  This pass is where
12 // algebraic simplification happens.
13 //
14 // This pass combines things like:
15 //    %Y = add i32 %X, 1
16 //    %Z = add i32 %Y, 1
17 // into:
18 //    %Z = add i32 %X, 2
19 //
20 // This is a simple worklist driven algorithm.
21 //
22 // This pass guarantees that the following canonicalizations are performed on
23 // the program:
24 //    1. If a binary operator has a constant operand, it is moved to the RHS
25 //    2. Bitwise operators with constant operands are always grouped so that
26 //       shifts are performed first, then or's, then and's, then xor's.
27 //    3. Compare instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
28 //    4. All cmp instructions on boolean values are replaced with logical ops
29 //    5. add X, X is represented as (X*2) => (X << 1)
30 //    6. Multiplies with a power-of-two constant argument are transformed into
31 //       shifts.
32 //   ... etc.
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
37 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
38 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
39 #include "llvm/Pass.h"
40 #include "llvm/DerivedTypes.h"
41 #include "llvm/GlobalVariable.h"
42 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
43 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
44 #include "llvm/Target/TargetData.h"
45 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
46 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
47 #include "llvm/Support/CallSite.h"
48 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
49 #include "llvm/Support/Debug.h"
50 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
51 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
52 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
53 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
54 #include "llvm/Support/Compiler.h"
55 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
56 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
57 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
58 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
59 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
60 #include <algorithm>
61 #include <climits>
62 #include <sstream>
63 using namespace llvm;
64 using namespace llvm::PatternMatch;
65
66 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
67 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
68 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
69 STATISTIC(NumDeadStore, "Number of dead stores eliminated");
70 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
71
72 namespace {
73   class VISIBILITY_HIDDEN InstCombiner
74     : public FunctionPass,
75       public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
76     // Worklist of all of the instructions that need to be simplified.
77     SmallVector<Instruction*, 256> Worklist;
78     DenseMap<Instruction*, unsigned> WorklistMap;
79     TargetData *TD;
80     bool MustPreserveLCSSA;
81   public:
82     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
83     InstCombiner() : FunctionPass(&ID) {}
84
85     /// AddToWorkList - Add the specified instruction to the worklist if it
86     /// isn't already in it.
87     void AddToWorkList(Instruction *I) {
88       if (WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size())).second)
89         Worklist.push_back(I);
90     }
91     
92     // RemoveFromWorkList - remove I from the worklist if it exists.
93     void RemoveFromWorkList(Instruction *I) {
94       DenseMap<Instruction*, unsigned>::iterator It = WorklistMap.find(I);
95       if (It == WorklistMap.end()) return; // Not in worklist.
96       
97       // Don't bother moving everything down, just null out the slot.
98       Worklist[It->second] = 0;
99       
100       WorklistMap.erase(It);
101     }
102     
103     Instruction *RemoveOneFromWorkList() {
104       Instruction *I = Worklist.back();
105       Worklist.pop_back();
106       WorklistMap.erase(I);
107       return I;
108     }
109
110     
111     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
112     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
113     /// now.
114     ///
115     void AddUsersToWorkList(Value &I) {
116       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
117            UI != UE; ++UI)
118         AddToWorkList(cast<Instruction>(*UI));
119     }
120
121     /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
122     /// the work lists because they might get more simplified now.
123     ///
124     void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
125       for (User::op_iterator i = I.op_begin(), e = I.op_end(); i != e; ++i)
126         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(*i))
127           AddToWorkList(Op);
128     }
129     
130     /// AddSoonDeadInstToWorklist - The specified instruction is about to become
131     /// dead.  Add all of its operands to the worklist, turning them into
132     /// undef's to reduce the number of uses of those instructions.
133     ///
134     /// Return the specified operand before it is turned into an undef.
135     ///
136     Value *AddSoonDeadInstToWorklist(Instruction &I, unsigned op) {
137       Value *R = I.getOperand(op);
138       
139       for (User::op_iterator i = I.op_begin(), e = I.op_end(); i != e; ++i)
140         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(*i)) {
141           AddToWorkList(Op);
142           // Set the operand to undef to drop the use.
143           *i = UndefValue::get(Op->getType());
144         }
145       
146       return R;
147     }
148
149   public:
150     virtual bool runOnFunction(Function &F);
151     
152     bool DoOneIteration(Function &F, unsigned ItNum);
153
154     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
155       AU.addRequired<TargetData>();
156       AU.addPreservedID(LCSSAID);
157       AU.setPreservesCFG();
158     }
159
160     TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
161
162     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
163     // instruction types.  The semantics are as follows:
164     // Return Value:
165     //    null        - No change was made
166     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
167     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
168     //
169     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
170     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
171     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
172     Instruction *visitURem(BinaryOperator &I);
173     Instruction *visitSRem(BinaryOperator &I);
174     Instruction *visitFRem(BinaryOperator &I);
175     bool SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I);
176     Instruction *commonRemTransforms(BinaryOperator &I);
177     Instruction *commonIRemTransforms(BinaryOperator &I);
178     Instruction *commonDivTransforms(BinaryOperator &I);
179     Instruction *commonIDivTransforms(BinaryOperator &I);
180     Instruction *visitUDiv(BinaryOperator &I);
181     Instruction *visitSDiv(BinaryOperator &I);
182     Instruction *visitFDiv(BinaryOperator &I);
183     Instruction *FoldAndOfICmps(Instruction &I, ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS);
184     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
185     Instruction *FoldOrOfICmps(Instruction &I, ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS);
186     Instruction *FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
187                                      Value *A, Value *B, Value *C);
188     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
189     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
190     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
191     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
192     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
193     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
194     Instruction *FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I, Instruction *LHSI,
195                                       Constant *RHSC);
196     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
197     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
198     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
199     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
200                                                 Instruction *LHS,
201                                                 ConstantInt *RHS);
202     Instruction *FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
203                                 ConstantInt *DivRHS);
204
205     Instruction *FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
206                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
207     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
208                                      BinaryOperator &I);
209     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
210     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
211     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
212     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
213     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
214     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
215     Instruction *visitFPTrunc(FPTruncInst &CI);
216     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
217     Instruction *visitFPToUI(FPToUIInst &FI);
218     Instruction *visitFPToSI(FPToSIInst &FI);
219     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
220     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
221     Instruction *visitPtrToInt(CastInst &CI);
222     Instruction *visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI);
223     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
224     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
225                                 Instruction *FI);
226     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &SI);
227     Instruction *visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI, ICmpInst *ICI);
228     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
229     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
230     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
231     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
232     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
233     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
234     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
235     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
236     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
237     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
238     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
239     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
240     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
241     Instruction *visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV);
242
243     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
244     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
245
246   private:
247     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
248     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
249     Instruction *transformCallThroughTrampoline(CallSite CS);
250     Instruction *transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
251                                    bool DoXform = true);
252     bool WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS);
253
254   public:
255     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
256     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
257     //
258     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
259       assert(New && New->getParent() == 0 &&
260              "New instruction already inserted into a basic block!");
261       BasicBlock *BB = Old.getParent();
262       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
263       AddToWorkList(New);
264       return New;
265     }
266
267     /// InsertCastBefore - Insert a cast of V to TY before the instruction POS.
268     /// This also adds the cast to the worklist.  Finally, this returns the
269     /// cast.
270     Value *InsertCastBefore(Instruction::CastOps opc, Value *V, const Type *Ty,
271                             Instruction &Pos) {
272       if (V->getType() == Ty) return V;
273
274       if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V))
275         return ConstantExpr::getCast(opc, CV, Ty);
276       
277       Instruction *C = CastInst::Create(opc, V, Ty, V->getName(), &Pos);
278       AddToWorkList(C);
279       return C;
280     }
281         
282     Value *InsertBitCastBefore(Value *V, const Type *Ty, Instruction &Pos) {
283       return InsertCastBefore(Instruction::BitCast, V, Ty, Pos);
284     }
285
286
287     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
288     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
289     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
290     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
291     // modified.
292     //
293     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
294       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
295       if (&I != V) {
296         I.replaceAllUsesWith(V);
297         return &I;
298       } else {
299         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
300         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
301         I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
302         return &I;
303       }
304     }
305
306     // UpdateValueUsesWith - This method is to be used when an value is
307     // found to be replacable with another preexisting expression or was
308     // updated.  Here we add all uses of I to the worklist, replace all uses of
309     // I with the new value (unless the instruction was just updated), then
310     // return true, so that the inst combiner will know that I was modified.
311     //
312     bool UpdateValueUsesWith(Value *Old, Value *New) {
313       AddUsersToWorkList(*Old);         // Add all modified instrs to worklist
314       if (Old != New)
315         Old->replaceAllUsesWith(New);
316       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Old))
317         AddToWorkList(I);
318       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(New))
319         AddToWorkList(I);
320       return true;
321     }
322     
323     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
324     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
325     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
326     // this function.
327     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
328       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
329       AddUsesToWorkList(I);
330       RemoveFromWorkList(&I);
331       I.eraseFromParent();
332       return 0;  // Don't do anything with FI
333     }
334         
335     void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt &KnownZero,
336                            APInt &KnownOne, unsigned Depth = 0) const {
337       return llvm::ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth);
338     }
339     
340     bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask, 
341                            unsigned Depth = 0) const {
342       return llvm::MaskedValueIsZero(V, Mask, TD, Depth);
343     }
344     unsigned ComputeNumSignBits(Value *Op, unsigned Depth = 0) const {
345       return llvm::ComputeNumSignBits(Op, TD, Depth);
346     }
347
348   private:
349
350     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
351     /// commutative operators.
352     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
353
354     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
355     /// most-complex to least-complex order.
356     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
357
358     /// SimplifyDemandedBits - Attempts to replace V with a simpler value based
359     /// on the demanded bits.
360     bool SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
361                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
362                               unsigned Depth = 0);
363
364     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
365                                       uint64_t &UndefElts, unsigned Depth = 0);
366       
367     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
368     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
369     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
370     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
371
372     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
373     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
374     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
375     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
376     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
377     Instruction *FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN);
378
379     
380     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
381                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
382     
383     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
384                               bool isSub, Instruction &I);
385     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
386                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
387     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocationInst &AI);
388     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
389     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
390     Instruction *SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI);
391     Instruction *SimplifyMemSet(MemSetInst *MI);
392
393
394     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
395
396     bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
397                                     unsigned CastOpc,
398                                     int &NumCastsRemoved);
399     unsigned GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
400                                         unsigned PrefAlign = 0);
401
402   };
403 }
404
405 char InstCombiner::ID = 0;
406 static RegisterPass<InstCombiner>
407 X("instcombine", "Combine redundant instructions");
408
409 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
410 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
411 static unsigned getComplexity(Value *V) {
412   if (isa<Instruction>(V)) {
413     if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
414       return 3;
415     return 4;
416   }
417   if (isa<Argument>(V)) return 3;
418   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
419 }
420
421 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
422 // it.
423 static bool isOnlyUse(Value *V) {
424   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
425 }
426
427 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
428 // though a va_arg area...
429 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
430   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
431     if (ITy->getBitWidth() < 32)
432       return Type::Int32Ty;
433   }
434   return Ty;
435 }
436
437 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst, a constant
438 /// expression bitcast, or a GetElementPtrInst with all zero indices, return the
439 /// operand value, otherwise return null.
440 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
441   if (BitCastInst *I = dyn_cast<BitCastInst>(V))
442     // BitCastInst?
443     return I->getOperand(0);
444   else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
445     // GetElementPtrInst?
446     if (GEP->hasAllZeroIndices())
447       return GEP->getOperand(0);
448   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
449     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
450       // BitCast ConstantExp?
451       return CE->getOperand(0);
452     else if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
453       // GetElementPtr ConstantExp?
454       for (User::op_iterator I = CE->op_begin() + 1, E = CE->op_end();
455            I != E; ++I) {
456         ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I);
457         if (!CI || !CI->isZero())
458           // Any non-zero indices? Not cast-like.
459           return 0;
460       }
461       // All-zero indices? This is just like casting.
462       return CE->getOperand(0);
463     }
464   }
465   return 0;
466 }
467
468 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
469 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
470 static Instruction::CastOps 
471 isEliminableCastPair(
472   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
473   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
474   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
475   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
476 ) {
477   
478   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
479   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
480
481   // Get the opcodes of the two Cast instructions
482   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
483   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
484
485   return Instruction::CastOps(
486       CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
487                                      DstTy, TD->getIntPtrType()));
488 }
489
490 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
491 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
492 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
493 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
494                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
495   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
496   
497   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
498   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
499     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD)) 
500       return false;
501   return true;
502 }
503
504 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
505 // operators:
506 //
507 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
508 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
509 //     binary operators.
510 //
511 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
512 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
513 //
514 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
515   bool Changed = false;
516   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
517     Changed = !I.swapOperands();
518
519   if (!I.isAssociative()) return Changed;
520   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
521   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
522     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
523       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
524         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
525                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
526                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
527         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
528         I.setOperand(1, Folded);
529         return true;
530       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
531         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
532             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
533           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
534           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
535
536           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
537           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
538           Instruction *New = BinaryOperator::Create(Opcode, Op->getOperand(0),
539                                                     Op1->getOperand(0),
540                                                     Op1->getName(), &I);
541           AddToWorkList(New);
542           I.setOperand(0, New);
543           I.setOperand(1, Folded);
544           return true;
545         }
546     }
547   return Changed;
548 }
549
550 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
551 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
552 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
553 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
554   if (getComplexity(I.getOperand(0)) >= getComplexity(I.getOperand(1)))
555     return false;
556   I.swapOperands();
557   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
558   return true;
559 }
560
561 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
562 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
563 //
564 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
565   if (BinaryOperator::isNeg(V))
566     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
567
568   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
569   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
570     return ConstantExpr::getNeg(C);
571
572   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V))
573     if (C->getType()->getElementType()->isInteger())
574       return ConstantExpr::getNeg(C);
575
576   return 0;
577 }
578
579 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
580   if (BinaryOperator::isNot(V))
581     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
582
583   // Constants can be considered to be not'ed values...
584   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
585     return ConstantInt::get(~C->getValue());
586   return 0;
587 }
588
589 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
590 // other computations (because it has a constant operand), return the
591 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
592 // Otherwise, return null.
593 //
594 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
595   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
596     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
597       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
598         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
599           return I->getOperand(0);
600       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
601         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
602           // The multiplier is really 1 << CST.
603           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
604           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
605           CST = ConstantInt::get(APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
606           return I->getOperand(0);
607         }
608     }
609   return 0;
610 }
611
612 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
613 /// expression, return it.
614 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
615   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
616   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
617     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
618       return cast<User>(V);
619   return false;
620 }
621
622 /// getOpcode - If this is an Instruction or a ConstantExpr, return the
623 /// opcode value. Otherwise return UserOp1.
624 static unsigned getOpcode(const Value *V) {
625   if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
626     return I->getOpcode();
627   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
628     return CE->getOpcode();
629   // Use UserOp1 to mean there's no opcode.
630   return Instruction::UserOp1;
631 }
632
633 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
634 static ConstantInt *AddOne(ConstantInt *C) {
635   APInt Val(C->getValue());
636   return ConstantInt::get(++Val);
637 }
638 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
639 static ConstantInt *SubOne(ConstantInt *C) {
640   APInt Val(C->getValue());
641   return ConstantInt::get(--Val);
642 }
643 /// Add - Add two ConstantInts together
644 static ConstantInt *Add(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
645   return ConstantInt::get(C1->getValue() + C2->getValue());
646 }
647 /// And - Bitwise AND two ConstantInts together
648 static ConstantInt *And(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
649   return ConstantInt::get(C1->getValue() & C2->getValue());
650 }
651 /// Subtract - Subtract one ConstantInt from another
652 static ConstantInt *Subtract(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
653   return ConstantInt::get(C1->getValue() - C2->getValue());
654 }
655 /// Multiply - Multiply two ConstantInts together
656 static ConstantInt *Multiply(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
657   return ConstantInt::get(C1->getValue() * C2->getValue());
658 }
659 /// MultiplyOverflows - True if the multiply can not be expressed in an int
660 /// this size.
661 static bool MultiplyOverflows(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2, bool sign) {
662   uint32_t W = C1->getBitWidth();
663   APInt LHSExt = C1->getValue(), RHSExt = C2->getValue();
664   if (sign) {
665     LHSExt.sext(W * 2);
666     RHSExt.sext(W * 2);
667   } else {
668     LHSExt.zext(W * 2);
669     RHSExt.zext(W * 2);
670   }
671
672   APInt MulExt = LHSExt * RHSExt;
673
674   if (sign) {
675     APInt Min = APInt::getSignedMinValue(W).sext(W * 2);
676     APInt Max = APInt::getSignedMaxValue(W).sext(W * 2);
677     return MulExt.slt(Min) || MulExt.sgt(Max);
678   } else 
679     return MulExt.ugt(APInt::getLowBitsSet(W * 2, W));
680 }
681
682
683 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
684 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
685 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
686 /// constant and return true.
687 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
688                                    APInt Demanded) {
689   assert(I && "No instruction?");
690   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
691
692   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
693   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
694   if (!OpC) return false;
695
696   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
697   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
698   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
699     return false;
700
701   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
702   Demanded &= OpC->getValue();
703   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(Demanded));
704   return true;
705 }
706
707 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
708 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
709 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
710 // min/max.
711 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
712                                                    const APInt& KnownZero,
713                                                    const APInt& KnownOne,
714                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
715   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
716   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
717          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
718          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() == BitWidth &&
719          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
720   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
721
722   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
723   // bit if it is unknown.
724   Min = KnownOne;
725   Max = KnownOne|UnknownBits;
726   
727   if (UnknownBits[BitWidth-1]) { // Sign bit is unknown
728     Min.set(BitWidth-1);
729     Max.clear(BitWidth-1);
730   }
731 }
732
733 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
734 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
735 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
736 // min/max.
737 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
738                                                      const APInt &KnownZero,
739                                                      const APInt &KnownOne,
740                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
741   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(); BitWidth = BitWidth;
742   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
743          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
744          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() &&
745          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
746   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
747   
748   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
749   Min = KnownOne;
750   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
751   Max = KnownOne|UnknownBits;
752 }
753
754 /// SimplifyDemandedBits - This function attempts to replace V with a simpler
755 /// value based on the demanded bits. When this function is called, it is known
756 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
757 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
758 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
759 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
760 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
761 /// to be one in the expression. KnownZero contains all the bits that are known
762 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
763 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
764 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
765 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
766 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
767 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
768 /// and KnownOne must all be the same.
769 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask,
770                                         APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
771                                         unsigned Depth) {
772   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
773   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
774   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
775   const IntegerType *VTy = cast<IntegerType>(V->getType());
776   assert(VTy->getBitWidth() == BitWidth && 
777          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
778          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
779          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne \
780           must have same BitWidth");
781   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
782     // We know all of the bits for a constant!
783     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
784     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
785     return false;
786   }
787   
788   KnownZero.clear(); 
789   KnownOne.clear();
790   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
791     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
792       // Just compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
793       ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
794       return false;
795     }
796     // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
797     // just set the DemandedMask to all bits.
798     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
799   } else if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
800     if (V != UndefValue::get(VTy))
801       return UpdateValueUsesWith(V, UndefValue::get(VTy));
802     return false;
803   } else if (Depth == 6) {        // Limit search depth.
804     return false;
805   }
806   
807   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
808   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
809
810   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
811   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
812   switch (I->getOpcode()) {
813   default:
814     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
815     break;
816   case Instruction::And:
817     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
818     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
819                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
820       return true;
821     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
822            "Bits known to be one AND zero?"); 
823
824     // If something is known zero on the RHS, the bits aren't demanded on the
825     // LHS.
826     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
827                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
828       return true;
829     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
830            "Bits known to be one AND zero?"); 
831
832     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
833     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
834     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
835         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
836       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
837     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
838         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
839       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
840     
841     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
842     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
843       return UpdateValueUsesWith(I, Constant::getNullValue(VTy));
844       
845     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
846     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
847       return UpdateValueUsesWith(I, I);
848       
849     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
850     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
851     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
852     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
853     break;
854   case Instruction::Or:
855     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
856     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
857                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
858       return true;
859     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
860            "Bits known to be one AND zero?"); 
861     // If something is known one on the RHS, the bits aren't demanded on the
862     // LHS.
863     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
864                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
865       return true;
866     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
867            "Bits known to be one AND zero?"); 
868     
869     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
870     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
871     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
872         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
873       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
874     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
875         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
876       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
877
878     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
879     // the other side, just use the 'other' side.
880     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
881         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
882       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
883     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
884         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
885       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
886         
887     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
888     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
889       return UpdateValueUsesWith(I, I);
890           
891     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
892     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
893     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
894     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
895     break;
896   case Instruction::Xor: {
897     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
898                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
899       return true;
900     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
901            "Bits known to be one AND zero?"); 
902     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
903                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
904       return true;
905     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
906            "Bits known to be one AND zero?"); 
907     
908     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
909     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
910     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
911       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
912     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
913       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
914     
915     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
916     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
917                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
918     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
919     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
920                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
921     
922     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
923     // other, turn this into an *inclusive* or.
924     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
925     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
926       Instruction *Or =
927         BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
928                                  I->getName());
929       InsertNewInstBefore(Or, *I);
930       return UpdateValueUsesWith(I, Or);
931     }
932     
933     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
934     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
935     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
936     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
937     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
938       // all known
939       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
940         Constant *AndC = ConstantInt::get(~RHSKnownOne & DemandedMask);
941         Instruction *And = 
942           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
943         InsertNewInstBefore(And, *I);
944         return UpdateValueUsesWith(I, And);
945       }
946     }
947     
948     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
949     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
950     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
951       return UpdateValueUsesWith(I, I);
952     
953     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
954     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
955     break;
956   }
957   case Instruction::Select:
958     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(2), DemandedMask,
959                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
960       return true;
961     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
962                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
963       return true;
964     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
965            "Bits known to be one AND zero?"); 
966     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
967            "Bits known to be one AND zero?"); 
968     
969     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
970     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
971       return UpdateValueUsesWith(I, I);
972     if (ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
973       return UpdateValueUsesWith(I, I);
974     
975     // Only known if known in both the LHS and RHS.
976     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
977     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
978     break;
979   case Instruction::Trunc: {
980     uint32_t truncBf = 
981       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
982     DemandedMask.zext(truncBf);
983     RHSKnownZero.zext(truncBf);
984     RHSKnownOne.zext(truncBf);
985     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
986                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
987       return true;
988     DemandedMask.trunc(BitWidth);
989     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
990     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
991     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
992            "Bits known to be one AND zero?"); 
993     break;
994   }
995   case Instruction::BitCast:
996     if (!I->getOperand(0)->getType()->isInteger())
997       return false;
998       
999     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1000                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1001       return true;
1002     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1003            "Bits known to be one AND zero?"); 
1004     break;
1005   case Instruction::ZExt: {
1006     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1007     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1008     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1009     
1010     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1011     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1012     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1013     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1014                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1015       return true;
1016     DemandedMask.zext(BitWidth);
1017     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1018     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1019     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1020            "Bits known to be one AND zero?"); 
1021     // The top bits are known to be zero.
1022     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1023     break;
1024   }
1025   case Instruction::SExt: {
1026     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1027     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1028     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1029     
1030     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1031                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1032
1033     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1034     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1035     // bit is demanded.
1036     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1037       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1038       
1039     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1040     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1041     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1042     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InputDemandedBits,
1043                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1044       return true;
1045     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1046     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1047     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1048     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1049            "Bits known to be one AND zero?"); 
1050       
1051     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1052     // top bits of the result.
1053
1054     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1055     // convert this into a zero extension.
1056     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits)
1057     {
1058       // Convert to ZExt cast
1059       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName(), I);
1060       return UpdateValueUsesWith(I, NewCast);
1061     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1062       RHSKnownOne |= NewBits;
1063     }
1064     break;
1065   }
1066   case Instruction::Add: {
1067     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1068     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1069     // either.
1070     uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1071       
1072     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1073     // we can do.
1074     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1075       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1076       // won't work if the RHS is zero.
1077       if (RHS->isZero())
1078         break;
1079       
1080       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1081       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1082       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1083
1084       // Find information about known zero/one bits in the input.
1085       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InDemandedBits, 
1086                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1087         return true;
1088
1089       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1090       // the constant.
1091       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
1092         return UpdateValueUsesWith(I, I);
1093       
1094       // Avoid excess work.
1095       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1096         break;
1097       
1098       // Turn it into OR if input bits are zero.
1099       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1100         Instruction *Or =
1101           BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1102                                    I->getName());
1103         InsertNewInstBefore(Or, *I);
1104         return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1105       }
1106       
1107       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1108       // depending on potential carries from the input constant and the
1109       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1110       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1111       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1112       
1113       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1114       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1115       // this scan.
1116       const APInt& RHSVal = RHS->getValue();
1117       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1118       
1119       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1120       
1121       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1122       // other, and there is no input carry.
1123       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1124                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1125       
1126       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1127       // is no input carry.
1128       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1129     } else {
1130       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1131       // the high bits of its LHS or RHS.
1132       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1133         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1134         // significant bit and all those below it.
1135         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1136         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1137                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1138           return true;
1139         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1140                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1141           return true;
1142       }
1143     }
1144     break;
1145   }
1146   case Instruction::Sub:
1147     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1148     // the high bits of its LHS or RHS.
1149     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1150       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1151       // significant bit and all those below it.
1152       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1153       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1154       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1155                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1156         return true;
1157       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1158                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1159         return true;
1160     }
1161     // Otherwise just hand the sub off to ComputeMaskedBits to fill in
1162     // the known zeros and ones.
1163     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1164     break;
1165   case Instruction::Shl:
1166     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1167       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1168       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1169       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn, 
1170                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1171         return true;
1172       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1173              "Bits known to be one AND zero?"); 
1174       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1175       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1176       // low bits known zero.
1177       if (ShiftAmt)
1178         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1179     }
1180     break;
1181   case Instruction::LShr:
1182     // For a logical shift right
1183     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1184       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1185       
1186       // Unsigned shift right.
1187       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1188       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn,
1189                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1190         return true;
1191       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1192              "Bits known to be one AND zero?"); 
1193       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1194       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1195       if (ShiftAmt) {
1196         // Compute the new bits that are at the top now.
1197         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1198         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1199       }
1200     }
1201     break;
1202   case Instruction::AShr:
1203     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1204     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1205     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1206     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1207     if (DemandedMask == 1) {
1208       // Perform the logical shift right.
1209       Value *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1210                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1211       InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1212       return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1213     }    
1214
1215     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1216     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1217     if (DemandedMask.isSignBit())
1218       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1219     
1220     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1221       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1222       
1223       // Signed shift right.
1224       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1225       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1226       // demanded.
1227       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1228         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1229       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0),
1230                                DemandedMaskIn,
1231                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1232         return true;
1233       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1234              "Bits known to be one AND zero?"); 
1235       // Compute the new bits that are at the top now.
1236       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1237       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1238       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1239         
1240       // Handle the sign bits.
1241       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1242       // Adjust to where it is now in the mask.
1243       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1244         
1245       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1246       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1247       if (BitWidth <= ShiftAmt || RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1248           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1249         // Perform the logical shift right.
1250         Value *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1251                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1252         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1253         return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1254       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1255         RHSKnownOne |= HighBits;
1256       }
1257     }
1258     break;
1259   case Instruction::SRem:
1260     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1261       APInt RA = Rem->getValue().abs();
1262       if (RA.isPowerOf2()) {
1263         if (DemandedMask.ule(RA))    // srem won't affect demanded bits
1264           return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1265
1266         APInt LowBits = RA - 1;
1267         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
1268         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), Mask2,
1269                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1270           return true;
1271
1272         if (LHSKnownZero[BitWidth-1] || ((LHSKnownZero & LowBits) == LowBits))
1273           LHSKnownZero |= ~LowBits;
1274
1275         KnownZero |= LHSKnownZero & DemandedMask;
1276
1277         assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
1278       }
1279     }
1280     break;
1281   case Instruction::URem: {
1282     APInt KnownZero2(BitWidth, 0), KnownOne2(BitWidth, 0);
1283     APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1284     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), AllOnes,
1285                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1286       return true;
1287
1288     uint32_t Leaders = KnownZero2.countLeadingOnes();
1289     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), AllOnes,
1290                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1291       return true;
1292
1293     Leaders = std::max(Leaders,
1294                        KnownZero2.countLeadingOnes());
1295     KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & DemandedMask;
1296     break;
1297   }
1298   case Instruction::Call:
1299     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
1300       switch (II->getIntrinsicID()) {
1301       default: break;
1302       case Intrinsic::bswap: {
1303         // If the only bits demanded come from one byte of the bswap result,
1304         // just shift the input byte into position to eliminate the bswap.
1305         unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1306         unsigned NTZ = DemandedMask.countTrailingZeros();
1307           
1308         // Round NTZ down to the next byte.  If we have 11 trailing zeros, then
1309         // we need all the bits down to bit 8.  Likewise, round NLZ.  If we
1310         // have 14 leading zeros, round to 8.
1311         NLZ &= ~7;
1312         NTZ &= ~7;
1313         // If we need exactly one byte, we can do this transformation.
1314         if (BitWidth-NLZ-NTZ == 8) {
1315           unsigned ResultBit = NTZ;
1316           unsigned InputBit = BitWidth-NTZ-8;
1317           
1318           // Replace this with either a left or right shift to get the byte into
1319           // the right place.
1320           Instruction *NewVal;
1321           if (InputBit > ResultBit)
1322             NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(I->getOperand(1),
1323                     ConstantInt::get(I->getType(), InputBit-ResultBit));
1324           else
1325             NewVal = BinaryOperator::CreateShl(I->getOperand(1),
1326                     ConstantInt::get(I->getType(), ResultBit-InputBit));
1327           NewVal->takeName(I);
1328           InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1329           return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1330         }
1331           
1332         // TODO: Could compute known zero/one bits based on the input.
1333         break;
1334       }
1335       }
1336     }
1337     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1338     break;
1339   }
1340   
1341   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1342   // constant.
1343   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
1344     return UpdateValueUsesWith(I, ConstantInt::get(RHSKnownOne));
1345   return false;
1346 }
1347
1348
1349 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value produces a vector with
1350 /// 64 or fewer elements.  DemandedElts contains the set of elements that are
1351 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1352 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1353 ///
1354 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1355 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1356 /// returned.  This returns null if no change was made.
1357 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
1358                                                 uint64_t &UndefElts,
1359                                                 unsigned Depth) {
1360   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1361   assert(VWidth <= 64 && "Vector too wide to analyze!");
1362   uint64_t EltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
1363   assert((DemandedElts & ~EltMask) == 0 && "Invalid DemandedElts!");
1364
1365   if (isa<UndefValue>(V)) {
1366     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1367     UndefElts = EltMask;
1368     return 0;
1369   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1370     UndefElts = EltMask;
1371     return UndefValue::get(V->getType());
1372   }
1373
1374   UndefElts = 0;
1375   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1376     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1377     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1378
1379     std::vector<Constant*> Elts;
1380     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1381       if (!(DemandedElts & (1ULL << i))) {   // If not demanded, set to undef.
1382         Elts.push_back(Undef);
1383         UndefElts |= (1ULL << i);
1384       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1385         Elts.push_back(Undef);
1386         UndefElts |= (1ULL << i);
1387       } else {                               // Otherwise, defined.
1388         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1389       }
1390
1391     // If we changed the constant, return it.
1392     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
1393     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1394   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1395     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1396     // set to undef.
1397     
1398     // Check if this is identity. If so, return 0 since we are not simplifying
1399     // anything.
1400     if (DemandedElts == ((1ULL << VWidth) -1))
1401       return 0;
1402     
1403     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1404     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
1405     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1406     std::vector<Constant*> Elts;
1407     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1408       Elts.push_back((DemandedElts & (1ULL << i)) ? Zero : Undef);
1409     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1410     return ConstantVector::get(Elts);
1411   }
1412   
1413   // Limit search depth.
1414   if (Depth == 10)
1415     return false;
1416
1417   // If multiple users are using the root value, procede with
1418   // simplification conservatively assuming that all elements
1419   // are needed.
1420   if (!V->hasOneUse()) {
1421     // Quit if we find multiple users of a non-root value though.
1422     // They'll be handled when it's their turn to be visited by
1423     // the main instcombine process.
1424     if (Depth != 0)
1425       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1426       return false;
1427
1428     // Conservatively assume that all elements are needed.
1429     DemandedElts = EltMask;
1430   }
1431   
1432   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1433   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
1434   
1435   bool MadeChange = false;
1436   uint64_t UndefElts2;
1437   Value *TmpV;
1438   switch (I->getOpcode()) {
1439   default: break;
1440     
1441   case Instruction::InsertElement: {
1442     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1443     // demand exactly the same input as we produce.
1444     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1445     if (Idx == 0) {
1446       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1447       // which elt is getting updated.
1448       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1449                                         UndefElts2, Depth+1);
1450       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1451       break;
1452     }
1453     
1454     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1455     // insertelement.
1456     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1457     if (IdxNo >= VWidth || (DemandedElts & (1ULL << IdxNo)) == 0)
1458       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1459     
1460     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1461     // input demanded set is simpler than the output set.
1462     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0),
1463                                       DemandedElts & ~(1ULL << IdxNo),
1464                                       UndefElts, Depth+1);
1465     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1466
1467     // The inserted element is defined.
1468     UndefElts &= ~(1ULL << IdxNo);
1469     break;
1470   }
1471   case Instruction::ShuffleVector: {
1472     ShuffleVectorInst *Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(I);
1473     uint64_t LHSVWidth =
1474       cast<VectorType>(Shuffle->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
1475     uint64_t LeftDemanded = 0, RightDemanded = 0;
1476     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1477       if (DemandedElts & (1ULL << i)) {
1478         unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1479         if (MaskVal != -1u) {
1480           assert(MaskVal < LHSVWidth * 2 &&
1481                  "shufflevector mask index out of range!");
1482           if (MaskVal < LHSVWidth)
1483             LeftDemanded |= 1ULL << MaskVal;
1484           else
1485             RightDemanded |= 1ULL << (MaskVal - LHSVWidth);
1486         }
1487       }
1488     }
1489
1490     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), LeftDemanded,
1491                                       UndefElts2, Depth+1);
1492     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1493
1494     uint64_t UndefElts3;
1495     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), RightDemanded,
1496                                       UndefElts3, Depth+1);
1497     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1498
1499     bool NewUndefElts = false;
1500     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1501       unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1502       if (MaskVal == -1u) {
1503         uint64_t NewBit = 1ULL << i;
1504         UndefElts |= NewBit;
1505       } else if (MaskVal < LHSVWidth) {
1506         uint64_t NewBit = ((UndefElts2 >> MaskVal) & 1) << i;
1507         NewUndefElts |= NewBit;
1508         UndefElts |= NewBit;
1509       } else {
1510         uint64_t NewBit = ((UndefElts3 >> (MaskVal - LHSVWidth)) & 1) << i;
1511         NewUndefElts |= NewBit;
1512         UndefElts |= NewBit;
1513       }
1514     }
1515
1516     if (NewUndefElts) {
1517       // Add additional discovered undefs.
1518       std::vector<Constant*> Elts;
1519       for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
1520         if (UndefElts & (1ULL << i))
1521           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
1522         else
1523           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
1524                                           Shuffle->getMaskValue(i)));
1525       }
1526       I->setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
1527       MadeChange = true;
1528     }
1529     break;
1530   }
1531   case Instruction::BitCast: {
1532     // Vector->vector casts only.
1533     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1534     if (!VTy) break;
1535     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1536     uint64_t InputDemandedElts = 0;
1537     unsigned Ratio;
1538
1539     if (VWidth == InVWidth) {
1540       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1541       // elements as are demanded of us.
1542       Ratio = 1;
1543       InputDemandedElts = DemandedElts;
1544     } else if (VWidth > InVWidth) {
1545       // Untested so far.
1546       break;
1547       
1548       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1549       // then an input element is live if any of the corresponding output
1550       // elements are live.
1551       Ratio = VWidth/InVWidth;
1552       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1553         if (DemandedElts & (1ULL << OutIdx))
1554           InputDemandedElts |= 1ULL << (OutIdx/Ratio);
1555       }
1556     } else {
1557       // Untested so far.
1558       break;
1559       
1560       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1561       // then an input element is live if the corresponding output element is
1562       // live.
1563       Ratio = InVWidth/VWidth;
1564       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1565         if (DemandedElts & (1ULL << InIdx/Ratio))
1566           InputDemandedElts |= 1ULL << InIdx;
1567     }
1568     
1569     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1570     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1571                                       UndefElts2, Depth+1);
1572     if (TmpV) {
1573       I->setOperand(0, TmpV);
1574       MadeChange = true;
1575     }
1576     
1577     UndefElts = UndefElts2;
1578     if (VWidth > InVWidth) {
1579       assert(0 && "Unimp");
1580       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1581       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1582       // undef.
1583       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1584         if (UndefElts2 & (1ULL << (OutIdx/Ratio)))
1585           UndefElts |= 1ULL << OutIdx;
1586     } else if (VWidth < InVWidth) {
1587       assert(0 && "Unimp");
1588       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1589       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1590       // elements are undef.
1591       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1592       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1593         if ((UndefElts2 & (1ULL << InIdx)) == 0)    // Not undef?
1594           UndefElts &= ~(1ULL << (InIdx/Ratio));    // Clear undef bit.
1595     }
1596     break;
1597   }
1598   case Instruction::And:
1599   case Instruction::Or:
1600   case Instruction::Xor:
1601   case Instruction::Add:
1602   case Instruction::Sub:
1603   case Instruction::Mul:
1604     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1605     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1606                                       UndefElts, Depth+1);
1607     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1608     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1609                                       UndefElts2, Depth+1);
1610     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1611       
1612     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1613     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1614     UndefElts &= UndefElts2;
1615     break;
1616     
1617   case Instruction::Call: {
1618     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1619     if (!II) break;
1620     switch (II->getIntrinsicID()) {
1621     default: break;
1622       
1623     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1624     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1625     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1626     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1627     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1628     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1629     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1630     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1631     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1632     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1633       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1634                                         UndefElts, Depth+1);
1635       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1636       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1637                                         UndefElts2, Depth+1);
1638       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1639
1640       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1641       // scalarize it now.
1642       if (DemandedElts == 1) {
1643         switch (II->getIntrinsicID()) {
1644         default: break;
1645         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1646         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1647         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1648         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1649           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1650           Value *LHS = II->getOperand(1);
1651           Value *RHS = II->getOperand(2);
1652           // Extract the element as scalars.
1653           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 0U,"tmp"), *II);
1654           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS, 0U,"tmp"), *II);
1655           
1656           switch (II->getIntrinsicID()) {
1657           default: assert(0 && "Case stmts out of sync!");
1658           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1659           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1660             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateSub(LHS, RHS,
1661                                                         II->getName()), *II);
1662             break;
1663           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1664           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1665             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(LHS, RHS,
1666                                                          II->getName()), *II);
1667             break;
1668           }
1669           
1670           Instruction *New =
1671             InsertElementInst::Create(UndefValue::get(II->getType()), TmpV, 0U,
1672                                       II->getName());
1673           InsertNewInstBefore(New, *II);
1674           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1675           return New;
1676         }            
1677       }
1678         
1679       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1680       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1681       UndefElts &= UndefElts2;
1682       break;
1683     }
1684     break;
1685   }
1686   }
1687   return MadeChange ? I : 0;
1688 }
1689
1690
1691 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1692 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1693 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1694 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1695 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1696 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1697 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1698 ///
1699 template<typename Functor>
1700 static Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
1701   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1702   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1703
1704   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1705   if (F.shouldApply(LHS))
1706     return F.apply(Root);
1707
1708   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1709   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1710   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1711     // Should we apply this transform to the RHS?
1712     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1713
1714     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1715     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1716       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1717       ShouldApply = true;
1718     }
1719
1720     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1721     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1722     if (ShouldApply) {
1723       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1724       // and perform the reassociation.
1725       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1726
1727       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1728       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1729
1730       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1731       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1732       if (&Root == TmpLHSI) {
1733         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1734         return 0;
1735       }
1736       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1737       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1738       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1739       TmpLHSI->moveBefore(ARI);                  // Move TmpLHSI to after Root
1740       ARI = Root;
1741
1742       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1743       // get to LHSI.
1744       while (TmpLHSI != LHSI) {
1745         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1746         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1747         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1748         NextLHSI->moveBefore(ARI);
1749         ARI = NextLHSI;
1750
1751         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1752         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1753         TmpLHSI = NextLHSI;
1754         ExtraOperand = NextOp;
1755       }
1756
1757       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1758       // the transformation...
1759       return F.apply(Root);
1760     }
1761
1762     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1763   }
1764   return 0;
1765 }
1766
1767 namespace {
1768
1769 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1770 struct AddRHS {
1771   Value *RHS;
1772   AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
1773   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1774   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1775     return BinaryOperator::CreateShl(Add.getOperand(0),
1776                                      ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
1777   }
1778 };
1779
1780 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1781 //                 iff C1&C2 == 0
1782 struct AddMaskingAnd {
1783   Constant *C2;
1784   AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
1785   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1786     ConstantInt *C1;
1787     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
1788            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
1789   }
1790   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1791     return BinaryOperator::CreateOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1792   }
1793 };
1794
1795 }
1796
1797 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1798                                              InstCombiner *IC) {
1799   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
1800     return IC->InsertCastBefore(CI->getOpcode(), SO, I.getType(), I);
1801   }
1802
1803   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1804   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1805   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1806
1807   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1808     if (ConstIsRHS)
1809       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1810     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1811   }
1812
1813   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1814   if (!ConstIsRHS)
1815     std::swap(Op0, Op1);
1816   Instruction *New;
1817   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1818     New = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
1819   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1820     New = CmpInst::Create(CI->getOpcode(), CI->getPredicate(), Op0, Op1, 
1821                           SO->getName()+".cmp");
1822   else {
1823     assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
1824     abort();
1825   }
1826   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
1827 }
1828
1829 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1830 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1831 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1832 // not have a second operand.
1833 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1834                                      InstCombiner *IC) {
1835   // Don't modify shared select instructions
1836   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1837   Value *TV = SI->getOperand(1);
1838   Value *FV = SI->getOperand(2);
1839
1840   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
1841     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
1842     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
1843
1844     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
1845     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
1846
1847     return SelectInst::Create(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
1848                               SelectFalseVal);
1849   }
1850   return 0;
1851 }
1852
1853
1854 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
1855 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
1856 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
1857 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
1858   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
1859   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
1860   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
1861
1862   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
1863   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
1864   // or if *it* is a PHI, bail out.
1865   BasicBlock *NonConstBB = 0;
1866   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
1867     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1868       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
1869       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
1870       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
1871       
1872       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
1873       // loop.
1874       if (NonConstBB == I.getParent())
1875         return 0;
1876     }
1877   
1878   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
1879   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
1880   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
1881   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
1882   if (NonConstBB) {
1883     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
1884     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
1885   }
1886
1887   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
1888   PHINode *NewPN = PHINode::Create(I.getType(), "");
1889   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
1890   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
1891   NewPN->takeName(PN);
1892
1893   // Next, add all of the operands to the PHI.
1894   if (I.getNumOperands() == 2) {
1895     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
1896     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1897       Value *InV = 0;
1898       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1899         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1900           InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
1901         else
1902           InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
1903       } else {
1904         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1905         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
1906           InV = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(),
1907                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1908                                        NonConstBB->getTerminator());
1909         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1910           InV = CmpInst::Create(CI->getOpcode(), 
1911                                 CI->getPredicate(),
1912                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1913                                 NonConstBB->getTerminator());
1914         else
1915           assert(0 && "Unknown binop!");
1916         
1917         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1918       }
1919       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1920     }
1921   } else { 
1922     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
1923     const Type *RetTy = CI->getType();
1924     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1925       Value *InV;
1926       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1927         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
1928       } else {
1929         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1930         InV = CastInst::Create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
1931                                I.getType(), "phitmp", 
1932                                NonConstBB->getTerminator());
1933         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1934       }
1935       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1936     }
1937   }
1938   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
1939 }
1940
1941
1942 /// WillNotOverflowSignedAdd - Return true if we can prove that:
1943 ///    (sext (add LHS, RHS))  === (add (sext LHS), (sext RHS))
1944 /// This basically requires proving that the add in the original type would not
1945 /// overflow to change the sign bit or have a carry out.
1946 bool InstCombiner::WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS) {
1947   // There are different heuristics we can use for this.  Here are some simple
1948   // ones.
1949   
1950   // Add has the property that adding any two 2's complement numbers can only 
1951   // have one carry bit which can change a sign.  As such, if LHS and RHS each
1952   // have at least two sign bits, we know that the addition of the two values will
1953   // sign extend fine.
1954   if (ComputeNumSignBits(LHS) > 1 && ComputeNumSignBits(RHS) > 1)
1955     return true;
1956   
1957   
1958   // If one of the operands only has one non-zero bit, and if the other operand
1959   // has a known-zero bit in a more significant place than it (not including the
1960   // sign bit) the ripple may go up to and fill the zero, but won't change the
1961   // sign.  For example, (X & ~4) + 1.
1962   
1963   // TODO: Implement.
1964   
1965   return false;
1966 }
1967
1968
1969 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
1970   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1971   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
1972
1973   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
1974     // X + undef -> undef
1975     if (isa<UndefValue>(RHS))
1976       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
1977
1978     // X + 0 --> X
1979     if (!I.getType()->isFPOrFPVector()) { // NOTE: -0 + +0 = +0.
1980       if (RHSC->isNullValue())
1981         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1982     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
1983       if (CFP->isExactlyValue(ConstantFP::getNegativeZero
1984                               (I.getType())->getValueAPF()))
1985         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1986     }
1987
1988     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
1989       // X + (signbit) --> X ^ signbit
1990       const APInt& Val = CI->getValue();
1991       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
1992       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
1993         return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
1994       
1995       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
1996       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
1997       if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
1998         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
1999         if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
2000                                  KnownZero, KnownOne))
2001           return &I;
2002       }
2003
2004       // zext(i1) - 1  ->  select i1, 0, -1
2005       if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(LHS))
2006         if (CI->isAllOnesValue() &&
2007             ZI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2008           return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0),
2009                                     Constant::getNullValue(I.getType()),
2010                                     ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
2011     }
2012
2013     if (isa<PHINode>(LHS))
2014       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2015         return NV;
2016     
2017     ConstantInt *XorRHS = 0;
2018     Value *XorLHS = 0;
2019     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
2020         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
2021       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2022       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
2023       
2024       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
2025       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
2026       APInt CFF80Val(-C0080Val);
2027       do {
2028         if (TySizeBits > Size) {
2029           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
2030           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
2031           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
2032               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
2033             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
2034             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
2035                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
2036               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
2037             break;
2038           }
2039         }
2040         Size >>= 1;
2041         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
2042         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
2043       } while (Size >= 1);
2044       
2045       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
2046       // with funny bit widths then this switch statement should be removed. It
2047       // is just here to get the size of the "middle" type back up to something
2048       // that the back ends can handle.
2049       const Type *MiddleType = 0;
2050       switch (Size) {
2051         default: break;
2052         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
2053         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
2054         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
2055       }
2056       if (MiddleType) {
2057         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
2058         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
2059         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2060       }
2061     }
2062   }
2063
2064   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2065     return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2066
2067   // X + X --> X << 1
2068   if (I.getType()->isInteger()) {
2069     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
2070
2071     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2072       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2073         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2074           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2075     }
2076     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2077       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2078         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2079           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2080     }
2081   }
2082
2083   // -A + B  -->  B - A
2084   // -A + -B  -->  -(A + B)
2085   if (Value *LHSV = dyn_castNegVal(LHS)) {
2086     if (LHS->getType()->isIntOrIntVector()) {
2087       if (Value *RHSV = dyn_castNegVal(RHS)) {
2088         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSV, RHSV, "sum");
2089         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2090         return BinaryOperator::CreateNeg(NewAdd);
2091       }
2092     }
2093     
2094     return BinaryOperator::CreateSub(RHS, LHSV);
2095   }
2096
2097   // A + -B  -->  A - B
2098   if (!isa<Constant>(RHS))
2099     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
2100       return BinaryOperator::CreateSub(LHS, V);
2101
2102
2103   ConstantInt *C2;
2104   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
2105     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2106       return BinaryOperator::CreateMul(RHS, AddOne(C2));
2107
2108     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2109     ConstantInt *C1;
2110     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
2111       return BinaryOperator::CreateMul(X, Add(C1, C2));
2112   }
2113
2114   // X + X*C --> X * (C+1)
2115   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
2116     return BinaryOperator::CreateMul(LHS, AddOne(C2));
2117
2118   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2119   if (dyn_castNotVal(LHS) == RHS || dyn_castNotVal(RHS) == LHS)
2120     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
2121   
2122
2123   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2124   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
2125     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2)))
2126       return R;
2127   
2128   // A+B --> A|B iff A and B have no bits set in common.
2129   if (const IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(I.getType())) {
2130     APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(IT->getBitWidth());
2131     APInt LHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2132     APInt LHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2133     ComputeMaskedBits(LHS, Mask, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
2134     if (LHSKnownZero != 0) {
2135       APInt RHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2136       APInt RHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2137       ComputeMaskedBits(RHS, Mask, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
2138       
2139       // No bits in common -> bitwise or.
2140       if ((LHSKnownZero|RHSKnownZero).isAllOnesValue())
2141         return BinaryOperator::CreateOr(LHS, RHS);
2142     }
2143   }
2144
2145   // W*X + Y*Z --> W * (X+Z)  iff W == Y
2146   if (I.getType()->isIntOrIntVector()) {
2147     Value *W, *X, *Y, *Z;
2148     if (match(LHS, m_Mul(m_Value(W), m_Value(X))) &&
2149         match(RHS, m_Mul(m_Value(Y), m_Value(Z)))) {
2150       if (W != Y) {
2151         if (W == Z) {
2152           std::swap(Y, Z);
2153         } else if (Y == X) {
2154           std::swap(W, X);
2155         } else if (X == Z) {
2156           std::swap(Y, Z);
2157           std::swap(W, X);
2158         }
2159       }
2160
2161       if (W == Y) {
2162         Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, Z,
2163                                                             LHS->getName()), I);
2164         return BinaryOperator::CreateMul(W, NewAdd);
2165       }
2166     }
2167   }
2168
2169   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2170     Value *X = 0;
2171     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))))    // ~X + C --> (C-1) - X
2172       return BinaryOperator::CreateSub(SubOne(CRHS), X);
2173
2174     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2175     if (LHS->hasOneUse() && match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
2176       Constant *Anded = And(CRHS, C2);
2177       if (Anded == CRHS) {
2178         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2179         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2180         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2181
2182         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2183         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2184
2185         // See if the and mask includes all of these bits.
2186         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2187
2188         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2189           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2190           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(X, CRHS,
2191                                                             LHS->getName()), I);
2192           return BinaryOperator::CreateAnd(NewAdd, C2);
2193         }
2194       }
2195     }
2196
2197     // Try to fold constant add into select arguments.
2198     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2199       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2200         return R;
2201   }
2202
2203   // add (cast *A to intptrtype) B -> 
2204   //   cast (GEP (cast *A to sbyte*) B)  -->  intptrtype
2205   {
2206     CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(LHS);
2207     Value *Other = RHS;
2208     if (!CI) {
2209       CI = dyn_cast<CastInst>(RHS);
2210       Other = LHS;
2211     }
2212     if (CI && CI->getType()->isSized() && 
2213         (CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 
2214          TD->getIntPtrType()->getPrimitiveSizeInBits()) 
2215         && isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
2216       unsigned AS =
2217         cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
2218       Value *I2 = InsertBitCastBefore(CI->getOperand(0),
2219                                       PointerType::get(Type::Int8Ty, AS), I);
2220       I2 = InsertNewInstBefore(GetElementPtrInst::Create(I2, Other, "ctg2"), I);
2221       return new PtrToIntInst(I2, CI->getType());
2222     }
2223   }
2224   
2225   // add (select X 0 (sub n A)) A  -->  select X A n
2226   {
2227     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS);
2228     Value *A = RHS;
2229     if (!SI) {
2230       SI = dyn_cast<SelectInst>(RHS);
2231       A = LHS;
2232     }
2233     if (SI && SI->hasOneUse()) {
2234       Value *TV = SI->getTrueValue();
2235       Value *FV = SI->getFalseValue();
2236       Value *N;
2237
2238       // Can we fold the add into the argument of the select?
2239       // We check both true and false select arguments for a matching subtract.
2240       if (match(FV, m_Zero()) && match(TV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A))))
2241         // Fold the add into the true select value.
2242         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), N, A);
2243       if (match(TV, m_Zero()) && match(FV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A))))
2244         // Fold the add into the false select value.
2245         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), A, N);
2246     }
2247   }
2248   
2249   // Check for X+0.0.  Simplify it to X if we know X is not -0.0.
2250   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS))
2251     if (CFP->getValueAPF().isPosZero() && CannotBeNegativeZero(LHS))
2252       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2253
2254   // Check for (add (sext x), y), see if we can merge this into an
2255   // integer add followed by a sext.
2256   if (SExtInst *LHSConv = dyn_cast<SExtInst>(LHS)) {
2257     // (add (sext x), cst) --> (sext (add x, cst'))
2258     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2259       Constant *CI = 
2260         ConstantExpr::getTrunc(RHSC, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2261       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2262           ConstantExpr::getSExt(CI, I.getType()) == RHSC &&
2263           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2264         // Insert the new, smaller add.
2265         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2266                                                         CI, "addconv");
2267         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2268         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2269       }
2270     }
2271     
2272     // (add (sext x), (sext y)) --> (sext (add int x, y))
2273     if (SExtInst *RHSConv = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
2274       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2275       // single use (so we don't increase the number of sexts), and if the
2276       // integer add will not overflow.
2277       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2278           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2279           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2280                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2281         // Insert the new integer add.
2282         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2283                                                         RHSConv->getOperand(0),
2284                                                         "addconv");
2285         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2286         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2287       }
2288     }
2289   }
2290   
2291   // Check for (add double (sitofp x), y), see if we can merge this into an
2292   // integer add followed by a promotion.
2293   if (SIToFPInst *LHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(LHS)) {
2294     // (add double (sitofp x), fpcst) --> (sitofp (add int x, intcst))
2295     // ... if the constant fits in the integer value.  This is useful for things
2296     // like (double)(x & 1234) + 4.0 -> (double)((X & 1234)+4) which no longer
2297     // requires a constant pool load, and generally allows the add to be better
2298     // instcombined.
2299     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS)) {
2300       Constant *CI = 
2301       ConstantExpr::getFPToSI(CFP, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2302       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2303           ConstantExpr::getSIToFP(CI, I.getType()) == CFP &&
2304           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2305         // Insert the new integer add.
2306         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2307                                                         CI, "addconv");
2308         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2309         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2310       }
2311     }
2312     
2313     // (add double (sitofp x), (sitofp y)) --> (sitofp (add int x, y))
2314     if (SIToFPInst *RHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(RHS)) {
2315       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2316       // single use (so we don't increase the number of int->fp conversions),
2317       // and if the integer add will not overflow.
2318       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2319           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2320           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2321                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2322         // Insert the new integer add.
2323         Instruction *NewAdd = BinaryOperator::CreateAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2324                                                         RHSConv->getOperand(0),
2325                                                         "addconv");
2326         InsertNewInstBefore(NewAdd, I);
2327         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2328       }
2329     }
2330   }
2331   
2332   return Changed ? &I : 0;
2333 }
2334
2335 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2336   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2337
2338   if (Op0 == Op1 &&                        // sub X, X  -> 0
2339       !I.getType()->isFPOrFPVector())
2340     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2341
2342   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2343   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
2344     return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, V);
2345
2346   if (isa<UndefValue>(Op0))
2347     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2348   if (isa<UndefValue>(Op1))
2349     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2350
2351   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2352     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2353     if (C->isAllOnesValue())
2354       return BinaryOperator::CreateNot(Op1);
2355
2356     // C - ~X == X + (1+C)
2357     Value *X = 0;
2358     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
2359       return BinaryOperator::CreateAdd(X, AddOne(C));
2360
2361     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2362     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2363     if (C->isZero()) {
2364       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2365         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2366           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2367             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2368             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2369                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2370               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2371               return BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, 
2372                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2373             }
2374           }
2375         }
2376         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2377           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2378             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2379             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2380                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2381               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2382               return BinaryOperator::CreateLShr(
2383                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2384             }
2385           }
2386         }
2387       }
2388     }
2389
2390     // Try to fold constant sub into select arguments.
2391     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2392       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2393         return R;
2394   }
2395
2396   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2397     return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
2398
2399   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2400     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add &&
2401         !Op0->getType()->isFPOrFPVector()) {
2402       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2403         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(1), I.getName());
2404       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2405         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(0), I.getName());
2406       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2407         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2408           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2409           return BinaryOperator::CreateSub(Subtract(CI1, CI2), 
2410                                            Op1I->getOperand(0));
2411       }
2412     }
2413
2414     if (Op1I->hasOneUse()) {
2415       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2416       // is not used by anyone else...
2417       //
2418       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub &&
2419           !Op1I->getType()->isFPOrFPVector()) {
2420         // Swap the two operands of the subexpr...
2421         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2422         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2423         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2424
2425         // Create the new top level add instruction...
2426         return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, Op1);
2427       }
2428
2429       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2430       //
2431       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2432           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2433         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2434
2435         Value *NewNot =
2436           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(OtherOp, "B.not"), I);
2437         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, NewNot);
2438       }
2439
2440       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2441       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2442         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2443           if (CSI->isZero())
2444             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2445               return BinaryOperator::CreateSDiv(Op1I->getOperand(0),
2446                                                ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2447
2448       // X - X*C --> X * (1-C)
2449       ConstantInt *C2 = 0;
2450       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
2451         Constant *CP1 = Subtract(ConstantInt::get(I.getType(), 1), C2);
2452         return BinaryOperator::CreateMul(Op0, CP1);
2453       }
2454     }
2455   }
2456
2457   if (!Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2458     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2459       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2460         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2461           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2462         else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2463           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2464       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2465         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2466           return BinaryOperator::CreateNeg(Op0I->getOperand(1), I.getName());
2467       }
2468     }
2469
2470   ConstantInt *C1;
2471   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
2472     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2473       return BinaryOperator::CreateMul(Op1, SubOne(C1));
2474
2475     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2476     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
2477       return BinaryOperator::CreateMul(X, Subtract(C1, C2));
2478   }
2479   return 0;
2480 }
2481
2482 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2483 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2484 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2485 /// signed.
2486 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2487                            bool &TrueIfSigned) {
2488   switch (pred) {
2489   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2490     TrueIfSigned = true;
2491     return RHS->isZero();
2492   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2493     TrueIfSigned = true;
2494     return RHS->isAllOnesValue();
2495   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2496     TrueIfSigned = false;
2497     return RHS->isAllOnesValue();
2498   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2499     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2500     TrueIfSigned = true;
2501     return RHS->getValue() ==
2502       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2503   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2504     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2505     TrueIfSigned = true;
2506     return RHS->getValue().isSignBit();
2507   default:
2508     return false;
2509   }
2510 }
2511
2512 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2513   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2514   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2515
2516   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2517     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2518
2519   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2520   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2521     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2522
2523       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2524       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2525         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2526           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2527             return BinaryOperator::CreateMul(SI->getOperand(0),
2528                                              ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
2529
2530       if (CI->isZero())
2531         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2532       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2533         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2534       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2535         return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
2536
2537       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2538       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2539         return BinaryOperator::CreateShl(Op0,
2540                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2541       }
2542     } else if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2543       if (Op1F->isNullValue())
2544         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2545
2546       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2547       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2548       if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
2549         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2550     } else if (isa<VectorType>(Op1->getType())) {
2551       if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1))
2552         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2553
2554       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2555         if (Op1V->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2556           return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
2557
2558         // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
2559         if (Constant *Splat = Op1V->getSplatValue()) {
2560           if (ConstantFP *F = dyn_cast<ConstantFP>(Splat))
2561             if (F->isExactlyValue(1.0))
2562               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2563           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Splat))
2564             if (CI->equalsInt(1))
2565               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2566         }
2567       }
2568     }
2569     
2570     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2571       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2572           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(Op1)) {
2573         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2574         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateMul(Op0I->getOperand(0),
2575                                                      Op1, "tmp");
2576         InsertNewInstBefore(Add, I);
2577         Value *C1C2 = ConstantExpr::getMul(Op1, 
2578                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2579         return BinaryOperator::CreateAdd(Add, C1C2);
2580         
2581       }
2582
2583     // Try to fold constant mul into select arguments.
2584     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2585       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2586         return R;
2587
2588     if (isa<PHINode>(Op0))
2589       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2590         return NV;
2591   }
2592
2593   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
2594     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
2595       return BinaryOperator::CreateMul(Op0v, Op1v);
2596
2597   // (X / Y) *  Y = X - (X % Y)
2598   // (X / Y) * -Y = (X % Y) - X
2599   {
2600     Value *Op1 = I.getOperand(1);
2601     BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
2602     if (!BO ||
2603         (BO->getOpcode() != Instruction::UDiv && 
2604          BO->getOpcode() != Instruction::SDiv)) {
2605       Op1 = Op0;
2606       BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1));
2607     }
2608     Value *Neg = dyn_castNegVal(Op1);
2609     if (BO && BO->hasOneUse() &&
2610         (BO->getOperand(1) == Op1 || BO->getOperand(1) == Neg) &&
2611         (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv ||
2612          BO->getOpcode() == Instruction::SDiv)) {
2613       Value *Op0BO = BO->getOperand(0), *Op1BO = BO->getOperand(1);
2614
2615       Instruction *Rem;
2616       if (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv)
2617         Rem = BinaryOperator::CreateURem(Op0BO, Op1BO);
2618       else
2619         Rem = BinaryOperator::CreateSRem(Op0BO, Op1BO);
2620
2621       InsertNewInstBefore(Rem, I);
2622       Rem->takeName(BO);
2623
2624       if (Op1BO == Op1)
2625         return BinaryOperator::CreateSub(Op0BO, Rem);
2626       else
2627         return BinaryOperator::CreateSub(Rem, Op0BO);
2628     }
2629   }
2630
2631   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2632     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, I.getOperand(1));
2633
2634   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2635   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2636   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2637   // formed.
2638   CastInst *BoolCast = 0;
2639   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
2640     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2641       BoolCast = CI;
2642   if (!BoolCast)
2643     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2644       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2645         BoolCast = CI;
2646   if (BoolCast) {
2647     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2648       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2649       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2650       bool TIS = false;
2651       
2652       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2653       // multiply into a shift/and combination.
2654       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2655           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1), TIS) &&
2656           TIS) {
2657         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2658         Constant *Amt = ConstantInt::get(SCIOp0->getType(),
2659                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2660         Value *V =
2661           InsertNewInstBefore(
2662             BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2663                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2664                                             ".mask"), I);
2665
2666         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2667         // or truncate to the multiply type.
2668         if (I.getType() != V->getType()) {
2669           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2670           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2671           Instruction::CastOps opcode = 
2672             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2673              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2674           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2675         }
2676
2677         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2678         return BinaryOperator::CreateAnd(V, OtherOp);
2679       }
2680     }
2681   }
2682
2683   return Changed ? &I : 0;
2684 }
2685
2686 /// SimplifyDivRemOfSelect - Try to fold a divide or remainder of a select
2687 /// instruction.
2688 bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
2689   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I.getOperand(1));
2690   
2691   // div/rem X, (Cond ? 0 : Y) -> div/rem X, Y
2692   int NonNullOperand = -1;
2693   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2694     if (ST->isNullValue())
2695       NonNullOperand = 2;
2696   // div/rem X, (Cond ? Y : 0) -> div/rem X, Y
2697   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2698     if (ST->isNullValue())
2699       NonNullOperand = 1;
2700   
2701   if (NonNullOperand == -1)
2702     return false;
2703   
2704   Value *SelectCond = SI->getOperand(0);
2705   
2706   // Change the div/rem to use 'Y' instead of the select.
2707   I.setOperand(1, SI->getOperand(NonNullOperand));
2708   
2709   // Okay, we know we replace the operand of the div/rem with 'Y' with no
2710   // problem.  However, the select, or the condition of the select may have
2711   // multiple uses.  Based on our knowledge that the operand must be non-zero,
2712   // propagate the known value for the select into other uses of it, and
2713   // propagate a known value of the condition into its other users.
2714   
2715   // If the select and condition only have a single use, don't bother with this,
2716   // early exit.
2717   if (SI->use_empty() && SelectCond->hasOneUse())
2718     return true;
2719   
2720   // Scan the current block backward, looking for other uses of SI.
2721   BasicBlock::iterator BBI = &I, BBFront = I.getParent()->begin();
2722   
2723   while (BBI != BBFront) {
2724     --BBI;
2725     // If we found a call to a function, we can't assume it will return, so
2726     // information from below it cannot be propagated above it.
2727     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<IntrinsicInst>(BBI))
2728       break;
2729     
2730     // Replace uses of the select or its condition with the known values.
2731     for (Instruction::op_iterator I = BBI->op_begin(), E = BBI->op_end();
2732          I != E; ++I) {
2733       if (*I == SI) {
2734         *I = SI->getOperand(NonNullOperand);
2735         AddToWorkList(BBI);
2736       } else if (*I == SelectCond) {
2737         *I = NonNullOperand == 1 ? ConstantInt::getTrue() :
2738                                    ConstantInt::getFalse();
2739         AddToWorkList(BBI);
2740       }
2741     }
2742     
2743     // If we past the instruction, quit looking for it.
2744     if (&*BBI == SI)
2745       SI = 0;
2746     if (&*BBI == SelectCond)
2747       SelectCond = 0;
2748     
2749     // If we ran out of things to eliminate, break out of the loop.
2750     if (SelectCond == 0 && SI == 0)
2751       break;
2752     
2753   }
2754   return true;
2755 }
2756
2757
2758 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2759 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2760 /// used by the visitors to those instructions.
2761 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2762 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2763   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2764
2765   // undef / X -> 0        for integer.
2766   // undef / X -> undef    for FP (the undef could be a snan).
2767   if (isa<UndefValue>(Op0)) {
2768     if (Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2769       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2770     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2771   }
2772
2773   // X / undef -> undef
2774   if (isa<UndefValue>(Op1))
2775     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2776
2777   return 0;
2778 }
2779
2780 /// This function implements the transforms common to both integer division
2781 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2782 /// division instructions.
2783 /// @brief Common integer divide transforms
2784 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2785   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2786
2787   // (sdiv X, X) --> 1     (udiv X, X) --> 1
2788   if (Op0 == Op1) {
2789     if (const VectorType *Ty = dyn_cast<VectorType>(I.getType())) {
2790       ConstantInt *CI = ConstantInt::get(Ty->getElementType(), 1);
2791       std::vector<Constant*> Elts(Ty->getNumElements(), CI);
2792       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantVector::get(Elts));
2793     }
2794
2795     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(I.getType(), 1);
2796     return ReplaceInstUsesWith(I, CI);
2797   }
2798   
2799   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2800     return Common;
2801   
2802   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
2803   // This does not apply for fdiv.
2804   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
2805     return &I;
2806
2807   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2808     // div X, 1 == X
2809     if (RHS->equalsInt(1))
2810       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2811
2812     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2813     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2814       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2815         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2816           if (MultiplyOverflows(RHS, LHSRHS, I.getOpcode()==Instruction::SDiv))
2817             return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2818           else 
2819             return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2820                                           Multiply(RHS, LHSRHS));
2821         }
2822
2823     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2824       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2825         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2826           return R;
2827       if (isa<PHINode>(Op0))
2828         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2829           return NV;
2830     }
2831   }
2832
2833   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2834   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2835     if (LHS->equalsInt(0))
2836       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2837
2838   // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
2839   if (I.getType() == Type::Int1Ty)
2840     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2841
2842   if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
2843     if (ConstantInt *X = cast_or_null<ConstantInt>(Op1V->getSplatValue()))
2844       // div X, 1 == X
2845       if (X->isOne())
2846         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2847   }
2848
2849   return 0;
2850 }
2851
2852 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
2853   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2854
2855   // Handle the integer div common cases
2856   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2857     return Common;
2858
2859   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2860     // X udiv C^2 -> X >> C
2861     // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
2862     // if so, convert to a right shift.
2863     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
2864       return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, 
2865                ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
2866
2867     // X udiv C, where C >= signbit
2868     if (C->getValue().isNegative()) {
2869       Value *IC = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, C),
2870                                       I);
2871       return SelectInst::Create(IC, Constant::getNullValue(I.getType()),
2872                                 ConstantInt::get(I.getType(), 1));
2873     }
2874   }
2875
2876   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
2877   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
2878     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2879         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2880       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
2881       if (C1.isPowerOf2()) {
2882         Value *N = RHSI->getOperand(1);
2883         const Type *NTy = N->getType();
2884         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
2885           Constant *C2V = ConstantInt::get(NTy, C2);
2886           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(N, C2V, "tmp"), I);
2887         }
2888         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
2889       }
2890     }
2891   }
2892   
2893   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
2894   // where C1&C2 are powers of two.
2895   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
2896     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2897       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
2898         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
2899         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
2900           // Compute the shift amounts
2901           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
2902           // Construct the "on true" case of the select
2903           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
2904           Instruction *TSI = BinaryOperator::CreateLShr(
2905                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
2906           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
2907   
2908           // Construct the "on false" case of the select
2909           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
2910           Instruction *FSI = BinaryOperator::CreateLShr(
2911                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
2912           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
2913
2914           // construct the select instruction and return it.
2915           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
2916         }
2917       }
2918   return 0;
2919 }
2920
2921 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
2922   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2923
2924   // Handle the integer div common cases
2925   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2926     return Common;
2927
2928   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2929     // sdiv X, -1 == -X
2930     if (RHS->isAllOnesValue())
2931       return BinaryOperator::CreateNeg(Op0);
2932
2933     // -X/C -> X/-C, if and only if negation doesn't overflow.
2934     if (Value *LHSNeg = dyn_castNegVal(Op0)) {
2935       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(LHSNeg)) {
2936         ConstantInt *RHSNeg = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RHS));
2937         APInt RHSNegAPI(RHSNeg->getValue());
2938
2939         APInt NegOne = -APInt(RHSNeg->getBitWidth(), 1, true);
2940         APInt TwoToExp(RHSNeg->getBitWidth(), 1 << (RHSNeg->getBitWidth() - 1));
2941
2942         if ((RHS->getValue().isNegative() &&
2943              RHSNegAPI.slt(TwoToExp - 1)) ||
2944             (RHS->getValue().isNonNegative() &&
2945              RHSNegAPI.sgt(TwoToExp * NegOne))) {
2946           ConstantInt *CINeg = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(CI));
2947           APInt CINegAPI(CINeg->getValue());
2948
2949           if ((CI->getValue().isNegative() && CINegAPI.slt(TwoToExp - 1)) ||
2950               (CI->getValue().isNonNegative() && CINegAPI.sgt(TwoToExp*NegOne)))
2951             return BinaryOperator::CreateSDiv(LHSNeg,
2952                                               ConstantExpr::getNeg(RHS));
2953         }
2954       }
2955     }
2956   }
2957
2958   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2959   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
2960   if (I.getType()->isInteger()) {
2961     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2962     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2963       // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
2964       return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
2965     }
2966   }      
2967   
2968   return 0;
2969 }
2970
2971 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
2972   return commonDivTransforms(I);
2973 }
2974
2975 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
2976 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
2977 /// is used by the visitors to those instructions.
2978 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
2979 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2980   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2981
2982   // 0 % X == 0 for integer, we don't need to preserve faults!
2983   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
2984     if (LHS->isNullValue())
2985       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2986
2987   if (isa<UndefValue>(Op0)) {             // undef % X -> 0
2988     if (I.getType()->isFPOrFPVector())
2989       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X % undef -> undef (could be SNaN)
2990     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2991   }
2992   if (isa<UndefValue>(Op1))
2993     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
2994
2995   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
2996   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
2997     return &I;
2998
2999   return 0;
3000 }
3001
3002 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
3003 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
3004 /// remainder instructions.
3005 /// @brief Common integer remainder transforms
3006 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3007   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3008
3009   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
3010     return common;
3011
3012   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3013     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
3014     if (RHS->equalsInt(0))
3015       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
3016     
3017     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
3018       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3019
3020     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
3021       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
3022         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3023           return R;
3024       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
3025         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3026           return NV;
3027       }
3028
3029       // See if we can fold away this rem instruction.
3030       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3031       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3032       if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3033                                KnownZero, KnownOne))
3034         return &I;
3035     }
3036   }
3037
3038   return 0;
3039 }
3040
3041 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
3042   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3043
3044   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3045     return common;
3046   
3047   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3048     // X urem C^2 -> X and C
3049     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
3050     // if so, convert to a bitwise and.
3051     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3052       if (C->getValue().isPowerOf2())
3053         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(C));
3054   }
3055
3056   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
3057     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
3058     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3059         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3060       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
3061         Constant *N1 = ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType());
3062         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(RHSI, N1,
3063                                                                    "tmp"), I);
3064         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
3065       }
3066     }
3067   }
3068
3069   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
3070   // where C1&C2 are powers of two.
3071   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
3072     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3073       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
3074         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
3075         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
3076             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
3077           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
3078             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(STO), SI->getName()+".t"), I);
3079           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
3080             BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(SFO), SI->getName()+".f"), I);
3081           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
3082         }
3083       }
3084   }
3085   
3086   return 0;
3087 }
3088
3089 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
3090   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3091
3092   // Handle the integer rem common cases
3093   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3094     return common;
3095   
3096   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
3097     if (!isa<Constant>(RHSNeg) ||
3098         (isa<ConstantInt>(RHSNeg) &&
3099          cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive())) {
3100       // X % -Y -> X % Y
3101       AddUsesToWorkList(I);
3102       I.setOperand(1, RHSNeg);
3103       return &I;
3104     }
3105
3106   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3107   // unsigned inputs), turn this into a urem.
3108   if (I.getType()->isInteger()) {
3109     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3110     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3111       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
3112       return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1, I.getName());
3113     }
3114   }
3115
3116   return 0;
3117 }
3118
3119 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
3120   return commonRemTransforms(I);
3121 }
3122
3123 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
3124 // constant.
3125 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
3126   return CI->getValue().isPowerOf2();
3127 }
3128
3129 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
3130 // This is the same as lowones(~X).
3131 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
3132   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
3133 }
3134
3135 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
3136 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
3137 ///
3138 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
3139 ///
3140 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
3141 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
3142 ///
3143 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
3144 ///   0  A > B
3145 ///   1  A == B
3146 ///   2  A < B
3147 ///
3148 /// <=>  Value  Definition
3149 /// 000     0   Always false
3150 /// 001     1   A >  B
3151 /// 010     2   A == B
3152 /// 011     3   A >= B
3153 /// 100     4   A <  B
3154 /// 101     5   A != B
3155 /// 110     6   A <= B
3156 /// 111     7   Always true
3157 ///  
3158 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
3159   switch (ICI->getPredicate()) {
3160     // False -> 0
3161   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
3162   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
3163   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
3164   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
3165   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
3166   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
3167   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
3168   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
3169   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
3170   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
3171     // True -> 7
3172   default:
3173     assert(0 && "Invalid ICmp predicate!");
3174     return 0;
3175   }
3176 }
3177
3178 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
3179 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
3180 /// predicate by reference.
3181 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
3182   isOrdered = false;
3183   switch (CC) {
3184   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
3185   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
3186   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
3187   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
3188   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
3189   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
3190   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
3191   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
3192   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
3193   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
3194   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
3195   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
3196   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
3197   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
3198     // True -> 7
3199   default:
3200     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
3201     assert(0 && "Unexpected FCmp predicate!");
3202     return 0;
3203   }
3204 }
3205
3206 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
3207 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
3208 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
3209 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
3210 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS) {
3211   switch (code) {
3212   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
3213   case  0: return ConstantInt::getFalse();
3214   case  1: 
3215     if (sign)
3216       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
3217     else
3218       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
3219   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
3220   case  3: 
3221     if (sign)
3222       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
3223     else
3224       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
3225   case  4: 
3226     if (sign)
3227       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
3228     else
3229       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
3230   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
3231   case  6: 
3232     if (sign)
3233       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
3234     else
3235       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
3236   case  7: return ConstantInt::getTrue();
3237   }
3238 }
3239
3240 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
3241 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
3242 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
3243 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
3244                            Value *LHS, Value *RHS) {
3245   switch (code) {
3246   default: assert(0 && "Illegal FCmp code!");
3247   case  0:
3248     if (isordered)
3249       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS, RHS);
3250     else
3251       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS, RHS);
3252   case  1: 
3253     if (isordered)
3254       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGT, LHS, RHS);
3255     else
3256       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGT, LHS, RHS);
3257   case  2: 
3258     if (isordered)
3259       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OEQ, LHS, RHS);
3260     else
3261       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UEQ, LHS, RHS);
3262   case  3: 
3263     if (isordered)
3264       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGE, LHS, RHS);
3265     else
3266       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGE, LHS, RHS);
3267   case  4: 
3268     if (isordered)
3269       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLT, LHS, RHS);
3270     else
3271       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULT, LHS, RHS);
3272   case  5: 
3273     if (isordered)
3274       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ONE, LHS, RHS);
3275     else
3276       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNE, LHS, RHS);
3277   case  6: 
3278     if (isordered)
3279       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLE, LHS, RHS);
3280     else
3281       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULE, LHS, RHS);
3282   case  7: return ConstantInt::getTrue();
3283   }
3284 }
3285
3286 /// PredicatesFoldable - Return true if both predicates match sign or if at
3287 /// least one of them is an equality comparison (which is signless).
3288 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
3289   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
3290          (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && ICmpInst::isEquality(p2)) ||
3291          (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && ICmpInst::isEquality(p1));
3292 }
3293
3294 namespace { 
3295 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3296 struct FoldICmpLogical {
3297   InstCombiner &IC;
3298   Value *LHS, *RHS;
3299   ICmpInst::Predicate pred;
3300   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3301     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3302       pred(ICI->getPredicate()) {}
3303   bool shouldApply(Value *V) const {
3304     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3305       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3306         return ((ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS) ||
3307                 (ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS));
3308     return false;
3309   }
3310   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3311     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3312     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3313       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3314       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3315     }
3316
3317     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3318     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3319     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3320     unsigned Code;
3321     switch (Log.getOpcode()) {
3322     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3323     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3324     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3325     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
3326     }
3327
3328     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
3329                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
3330       
3331     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS);
3332     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3333       return I;
3334     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3335     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3336   }
3337 };
3338 } // end anonymous namespace
3339
3340 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3341 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3342 // guaranteed to be a binary operator.
3343 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3344                                     ConstantInt *OpRHS,
3345                                     ConstantInt *AndRHS,
3346                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3347   Value *X = Op->getOperand(0);
3348   Constant *Together = 0;
3349   if (!Op->isShift())
3350     Together = And(AndRHS, OpRHS);
3351
3352   switch (Op->getOpcode()) {
3353   case Instruction::Xor:
3354     if (Op->hasOneUse()) {
3355       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3356       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3357       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
3358       And->takeName(Op);
3359       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
3360     }
3361     break;
3362   case Instruction::Or:
3363     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3364       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3365
3366     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3367       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3368       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, Together);
3369       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
3370       Or->takeName(Op);
3371       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
3372     }
3373     break;
3374   case Instruction::Add:
3375     if (Op->hasOneUse()) {
3376       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3377       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3378       // single bit constant.
3379       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3380
3381       // If there is only one bit set...
3382       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3383         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3384         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3385         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3386         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3387
3388         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3389         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3390           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3391           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3392           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3393           // no effect.
3394           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3395             TheAnd.setOperand(0, X);
3396             return &TheAnd;
3397           } else {
3398             // Pull the XOR out of the AND.
3399             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::CreateAnd(X, AndRHS);
3400             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3401             NewAnd->takeName(Op);
3402             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
3403           }
3404         }
3405       }
3406     }
3407     break;
3408
3409   case Instruction::Shl: {
3410     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3411     // the anded constant includes them, clear them now!
3412     //
3413     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3414     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3415     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3416     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3417
3418     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3419     // Masking out bits that the shift already masks
3420       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3421     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3422       TheAnd.setOperand(1, CI);
3423       return &TheAnd;
3424     }
3425     break;
3426   }
3427   case Instruction::LShr:
3428   {
3429     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3430     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3431     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3432     //
3433     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3434     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3435     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3436     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3437
3438     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3439     // Masking out bits that the shift already masks.
3440       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3441     } else if (CI != AndRHS) {
3442       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3443       return &TheAnd;
3444     }
3445     break;
3446   }
3447   case Instruction::AShr:
3448     // Signed shr.
3449     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3450     // with an and.
3451     if (Op->hasOneUse()) {
3452       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3453       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3454       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3455       Constant *C = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3456       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3457         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3458         // Make the argument unsigned.
3459         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3460         ShVal = InsertNewInstBefore(
3461             BinaryOperator::CreateLShr(ShVal, OpRHS, 
3462                                    Op->getName()), TheAnd);
3463         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3464       }
3465     }
3466     break;
3467   }
3468   return 0;
3469 }
3470
3471
3472 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3473 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3474 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3475 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3476 /// insert new instructions.
3477 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3478                                            bool isSigned, bool Inside, 
3479                                            Instruction &IB) {
3480   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3481             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3482          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3483     
3484   if (Inside) {
3485     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3486       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3487
3488     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3489     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3490       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3491         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3492       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3493     }
3494
3495     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3496     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3497     Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3498     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3499     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3500     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3501   }
3502
3503   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3504     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3505
3506   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3507   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3508   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3509     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3510         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3511     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3512   }
3513
3514   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3515   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3516   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3517   Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3518   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3519   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3520   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3521 }
3522
3523 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3524 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3525 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3526 // not, since all 1s are not contiguous.
3527 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3528   const APInt& V = Val->getValue();
3529   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3530   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3531
3532   // look for the first zero bit after the run of ones
3533   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3534   // look for the first non-zero bit
3535   ME = V.getActiveBits(); 
3536   return true;
3537 }
3538
3539 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3540 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3541 /// the following xforms:
3542 /// 
3543 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3544 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3545 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3546 ///
3547 /// return (A +/- B).
3548 ///
3549 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3550                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3551                                         Instruction &I) {
3552   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3553   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3554       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3555
3556   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3557
3558   switch (LHSI->getOpcode()) {
3559   default: return 0;
3560   case Instruction::And:
3561     if (And(N, Mask) == Mask) {
3562       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3563       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3564            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3565           Mask->getValue().getBitWidth())
3566         break;
3567
3568       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3569       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3570       // is all N is, ignore it.
3571       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3572       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3573         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3574         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3575         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3576           break;
3577       }
3578     }
3579     return 0;
3580   case Instruction::Or:
3581   case Instruction::Xor:
3582     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3583     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3584          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3585         && And(N, Mask)->isZero())
3586       break;
3587     return 0;
3588   }
3589   
3590   Instruction *New;
3591   if (isSub)
3592     New = BinaryOperator::CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3593   else
3594     New = BinaryOperator::CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3595   return InsertNewInstBefore(New, I);
3596 }
3597
3598 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
3599 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfICmps(Instruction &I,
3600                                           ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
3601   Value *Val, *Val2;
3602   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3603   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3604   
3605   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
3606   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val), m_ConstantInt(LHSCst))) ||
3607       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2), m_ConstantInt(RHSCst))))
3608     return 0;
3609   
3610   // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
3611   // where C is a power of 2
3612   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC && LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
3613       LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
3614     Instruction *NewOr = BinaryOperator::CreateOr(Val, Val2);
3615     InsertNewInstBefore(NewOr, I);
3616     return new ICmpInst(LHSCC, NewOr, LHSCst);
3617   }
3618   
3619   // From here on, we only handle:
3620   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
3621   if (Val != Val2) return 0;
3622   
3623   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
3624   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3625       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
3626       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
3627       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
3628     return 0;
3629   
3630   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
3631   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
3632     return 0;
3633     
3634   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3635   bool ShouldSwap;
3636   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
3637       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
3638        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
3639     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
3640   else
3641     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
3642     
3643   if (ShouldSwap) {
3644     std::swap(LHS, RHS);
3645     std::swap(LHSCst, RHSCst);
3646     std::swap(LHSCC, RHSCC);
3647   }
3648
3649   // At this point, we know we have have two icmp instructions
3650   // comparing a value against two constants and and'ing the result
3651   // together.  Because of the above check, we know that we only have
3652   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3653   // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3654   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3655   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3656
3657   switch (LHSCC) {
3658   default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3659   case ICmpInst::ICMP_EQ:
3660     switch (RHSCC) {
3661     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3662     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3663     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3664     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3665       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3666     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3667     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3668     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3669       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3670     }
3671   case ICmpInst::ICMP_NE:
3672     switch (RHSCC) {
3673     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3674     case ICmpInst::ICMP_ULT:
3675       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3676         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Val, LHSCst);
3677       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3678     case ICmpInst::ICMP_SLT:
3679       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3680         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Val, LHSCst);
3681       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3682     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3683     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3684     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3685       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3686     case ICmpInst::ICMP_NE:
3687       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3688         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3689         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
3690                                                      Val->getName()+".off");
3691         InsertNewInstBefore(Add, I);
3692         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3693                             ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3694       }
3695       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3696     }
3697     break;
3698   case ICmpInst::ICMP_ULT:
3699     switch (RHSCC) {
3700     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3701     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3702     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3703       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3704     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3705       break;
3706     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3707     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3708       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3709     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3710       break;
3711     }
3712     break;
3713   case ICmpInst::ICMP_SLT:
3714     switch (RHSCC) {
3715     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3716     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3717     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3718       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3719     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3720       break;
3721     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3722     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3723       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3724     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3725       break;
3726     }
3727     break;
3728   case ICmpInst::ICMP_UGT:
3729     switch (RHSCC) {
3730     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3731     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
3732     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3733       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3734     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3735       break;
3736     case ICmpInst::ICMP_NE:
3737       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3738         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
3739       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3740     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
3741       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, true, I);
3742     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3743       break;
3744     }
3745     break;
3746   case ICmpInst::ICMP_SGT:
3747     switch (RHSCC) {
3748     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3749     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
3750     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3751       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3752     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3753       break;
3754     case ICmpInst::ICMP_NE:
3755       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3756         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
3757       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3758     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
3759       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, true, I);
3760     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3761       break;
3762     }
3763     break;
3764   }
3765  
3766   return 0;
3767 }
3768
3769
3770 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
3771   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3772   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3773
3774   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
3775     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3776
3777   // and X, X = X
3778   if (Op0 == Op1)
3779     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3780
3781   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3782   // purpose is to compute bits we don't care about.
3783   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3784     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3785     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3786     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3787                              KnownZero, KnownOne))
3788       return &I;
3789   } else {
3790     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3791       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
3792         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
3793     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3794       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
3795     }
3796   }
3797   
3798   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3799     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
3800     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
3801
3802     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
3803     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
3804       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
3805       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
3806       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
3807       switch (Op0I->getOpcode()) {
3808       case Instruction::Xor:
3809       case Instruction::Or:
3810         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
3811         if (Op0I->hasOneUse()) {
3812           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
3813             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
3814             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
3815                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
3816             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
3817             return BinaryOperator::Create(
3818                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
3819           }
3820           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
3821               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
3822             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
3823             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
3824                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
3825             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
3826             return BinaryOperator::Create(
3827                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
3828           }
3829         }
3830
3831         break;
3832       case Instruction::Add:
3833         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3834         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3835         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3836         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
3837           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
3838         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
3839           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
3840         break;
3841
3842       case Instruction::Sub:
3843         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3844         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3845         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3846         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
3847           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
3848
3849         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
3850         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
3851         if (Op0I->hasOneUse()) {
3852           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
3853           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
3854           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
3855
3856           ConstantInt *A = dyn_cast<ConstantInt>(Op0LHS);
3857           if (!(A && A->isZero()) &&               // avoid infinite recursion.
3858               MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
3859             Instruction *NewNeg = BinaryOperator::CreateNeg(Op0RHS);
3860             InsertNewInstBefore(NewNeg, I);
3861             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
3862           }
3863         }
3864         break;
3865
3866       case Instruction::Shl:
3867       case Instruction::LShr:
3868         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
3869         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
3870         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
3871           Instruction *NewICmp = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0RHS,
3872                                            Constant::getNullValue(I.getType()));
3873           InsertNewInstBefore(NewICmp, I);
3874           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
3875         }
3876         break;
3877       }
3878
3879       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
3880         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
3881           return Res;
3882     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3883       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
3884       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
3885       // frequently occurs for bitfield accesses.
3886       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
3887         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
3888             CastOp->getNumOperands() == 2)
3889           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))) {
3890             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
3891               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
3892               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
3893               // This will fold the two constants together, which may allow 
3894               // other simplifications.
3895               Instruction *NewCast = CastInst::CreateTruncOrBitCast(
3896                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
3897                 CastOp->getName()+".shrunk");
3898               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
3899               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
3900               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3901               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
3902               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
3903             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
3904               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
3905               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
3906               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3907               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)   // trunc(C1)&C2
3908                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
3909             }
3910           }
3911       }
3912     }
3913
3914     // Try to fold constant and into select arguments.
3915     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3916       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3917         return R;
3918     if (isa<PHINode>(Op0))
3919       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3920         return NV;
3921   }
3922
3923   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
3924   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
3925
3926   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
3927     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3928
3929   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
3930   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3931     Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
3932                                                I.getName()+".demorgan");
3933     InsertNewInstBefore(Or, I);
3934     return BinaryOperator::CreateNot(Or);
3935   }
3936   
3937   {
3938     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
3939     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3940       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
3941         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3942     
3943       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
3944       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3945         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3946           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
3947       }
3948     }
3949     
3950     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3951       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
3952         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3953
3954       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
3955       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3956         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3957           return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
3958       }
3959     }
3960     
3961     if (Op0->hasOneUse() &&
3962         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3963       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
3964         I.swapOperands();     // Simplify below
3965         std::swap(Op0, Op1);
3966       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
3967         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
3968         I.swapOperands();     // Simplify below
3969         std::swap(Op0, Op1);
3970       }
3971     }
3972
3973     if (Op1->hasOneUse() &&
3974         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3975       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
3976         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
3977         std::swap(A, B);
3978       }
3979       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
3980         Instruction *NotB = BinaryOperator::CreateNot(B, "tmp");
3981         InsertNewInstBefore(NotB, I);
3982         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
3983       }
3984     }
3985
3986     // (A&((~A)|B)) -> A&B
3987     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
3988         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
3989       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
3990     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
3991         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
3992       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
3993   }
3994   
3995   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
3996     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3997     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3998       return R;
3999
4000     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4001       if (Instruction *Res = FoldAndOfICmps(I, LHS, RHS))
4002         return Res;
4003   }
4004
4005   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
4006   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
4007     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4008       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
4009         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4010         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4011             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4012             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4013                               I.getType(), TD) &&
4014             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4015                               I.getType(), TD)) {
4016           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateAnd(Op0C->getOperand(0),
4017                                                          Op1C->getOperand(0),
4018                                                          I.getName());
4019           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4020           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4021         }
4022       }
4023     
4024   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
4025   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4026     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4027       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4028           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4029           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4030         Instruction *NewOp =
4031           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(SI0->getOperand(0),
4032                                                         SI1->getOperand(0),
4033                                                         SI0->getName()), I);
4034         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4035                                       SI1->getOperand(1));
4036       }
4037   }
4038
4039   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
4040   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4041     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4042       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
4043           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
4044         // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
4045         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4046           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4047             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4048             // false.
4049             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4050               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4051             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS->getOperand(0),
4052                                 RHS->getOperand(0));
4053           }
4054       } else {
4055         Value *Op0LHS, *Op0RHS, *Op1LHS, *Op1RHS;
4056         FCmpInst::Predicate Op0CC, Op1CC;
4057         if (match(Op0, m_FCmp(Op0CC, m_Value(Op0LHS), m_Value(Op0RHS))) &&
4058             match(Op1, m_FCmp(Op1CC, m_Value(Op1LHS), m_Value(Op1RHS)))) {
4059           if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4060             // Swap RHS operands to match LHS.
4061             Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4062             std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4063           }
4064           if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4065             // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
4066             if (Op0CC == Op1CC)
4067               return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
4068             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE ||
4069                      Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4070               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4071             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4072               return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4073             else if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4074               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4075             bool Op0Ordered;
4076             bool Op1Ordered;
4077             unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4078             unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4079             if (Op1Pred == 0) {
4080               std::swap(Op0, Op1);
4081               std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
4082               std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
4083             }
4084             if (Op0Pred == 0) {
4085               // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> ueq
4086               // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
4087               if (Op0Ordered == Op1Ordered)
4088                 return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4089               // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
4090               // uno && ord -> false
4091               if (!Op0Ordered)
4092                 return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4093               // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
4094               return cast<Instruction>(getFCmpValue(true, Op1Pred,
4095                                                     Op0LHS, Op0RHS));
4096             }
4097           }
4098         }
4099       }
4100     }
4101   }
4102
4103   return Changed ? &I : 0;
4104 }
4105
4106 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
4107 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
4108 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
4109 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
4110 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
4111 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
4112 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
4113 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
4114 /// match.
4115 ///
4116 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
4117 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
4118 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
4119 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
4120 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
4121 /// byte of ByteValues is actually being set.
4122 ///
4123 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
4124 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
4125 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
4126 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
4127 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
4128 ///
4129 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
4130                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
4131   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
4132     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
4133     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4134       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
4135                                ByteValues) ||
4136              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
4137                                ByteValues);
4138     }
4139   
4140     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
4141     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
4142     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4143       unsigned ShAmt = 
4144         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
4145       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
4146       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
4147         return true;
4148
4149       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
4150       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
4151         // X << 2 -> collect(X, +2)
4152         OverallLeftShift += ByteShift;
4153         ByteMask >>= ByteShift;
4154       } else {
4155         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
4156         OverallLeftShift -= ByteShift;
4157         ByteMask <<= ByteShift;
4158         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
4159       }
4160
4161       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
4162       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
4163
4164       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4165                                ByteValues);
4166     }
4167
4168     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
4169     // corresponding bytes in ByteMask.
4170     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
4171         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4172       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
4173       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
4174       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
4175       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
4176       
4177       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
4178         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
4179         // the and mask is.
4180         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
4181           continue;
4182         
4183         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
4184         APInt MaskB = AndMask & Byte;
4185         if (MaskB == 0) {
4186           ByteMask &= ~(1U << i);
4187           continue;
4188         }
4189         
4190         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
4191         if (MaskB != Byte)
4192           return true;
4193
4194         // Otherwise, this byte is kept.
4195       }
4196
4197       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4198                                ByteValues);
4199     }
4200   }
4201   
4202   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
4203   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
4204   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
4205   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
4206   // their ultimate destination.
4207   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
4208   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
4209   
4210   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
4211   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
4212   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
4213   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
4214   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
4215   // low part, it must be shifted left.
4216   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
4217   if (InputByteNo < ByteValues.size()/2) {
4218     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4219       return true;
4220   } else {
4221     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4222       return true;
4223   }
4224   
4225   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
4226   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
4227   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
4228     return true;
4229   ByteValues[DestByteNo] = V;
4230   return false;
4231 }
4232
4233 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
4234 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
4235 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
4236   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
4237   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 || 
4238       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
4239       ITy->getBitWidth() > 32*8) 
4240     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
4241   
4242   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
4243   /// defines each byte.
4244   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
4245   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
4246     
4247   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
4248   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
4249   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
4250     return 0;
4251   
4252   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
4253   Value *V = ByteValues[0];
4254   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
4255   
4256   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
4257   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
4258     if (ByteValues[i] != V)
4259       return 0;
4260   const Type *Tys[] = { ITy };
4261   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
4262   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
4263   return CallInst::Create(F, V);
4264 }
4265
4266 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
4267 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
4268 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
4269 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
4270                                          Value *C, Value *D) {
4271   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
4272   Value *Cond = 0;
4273   if (!match(A, m_SelectCst(m_Value(Cond), -1, 0)))
4274     return 0;
4275
4276   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
4277   if (match(D, m_SelectCst(m_Specific(Cond), 0, -1)))
4278     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4279   if (match(D, m_Not(m_SelectCst(m_Specific(Cond), -1, 0))))
4280     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4281   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
4282   if (match(B, m_SelectCst(m_Specific(Cond), 0, -1)))
4283     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4284   if (match(B, m_Not(m_SelectCst(m_Specific(Cond), -1, 0))))
4285     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4286   return 0;
4287 }
4288
4289 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
4290 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfICmps(Instruction &I,
4291                                          ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
4292   Value *Val, *Val2;
4293   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4294   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4295   
4296   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
4297   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val), m_ConstantInt(LHSCst))) ||
4298       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2), m_ConstantInt(RHSCst))))
4299     return 0;
4300   
4301   // From here on, we only handle:
4302   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
4303   if (Val != Val2) return 0;
4304   
4305   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
4306   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4307       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4308       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
4309       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
4310     return 0;
4311   
4312   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4313   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
4314     return 0;
4315   
4316   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4317   bool ShouldSwap;
4318   if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
4319       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
4320        ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
4321     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4322   else
4323     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4324   
4325   if (ShouldSwap) {
4326     std::swap(LHS, RHS);
4327     std::swap(LHSCst, RHSCst);
4328     std::swap(LHSCC, RHSCC);
4329   }
4330   
4331   // At this point, we know we have have two icmp instructions
4332   // comparing a value against two constants and or'ing the result
4333   // together.  Because of the above check, we know that we only have
4334   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4335   // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4336   // equal.
4337   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4338
4339   switch (LHSCC) {
4340   default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4341   case ICmpInst::ICMP_EQ:
4342     switch (RHSCC) {
4343     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4344     case ICmpInst::ICMP_EQ:
4345       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) { // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4346         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
4347         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(Val, AddCST,
4348                                                      Val->getName()+".off");
4349         InsertNewInstBefore(Add, I);
4350         AddCST = Subtract(AddOne(RHSCst), LHSCst);
4351         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4352       }
4353       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4354     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4355     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4356       break;
4357     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4358     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4359     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4360       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4361     }
4362     break;
4363   case ICmpInst::ICMP_NE:
4364     switch (RHSCC) {
4365     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4366     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4367     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4368     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4369       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4370     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4371     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4372     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4373       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4374     }
4375     break;
4376   case ICmpInst::ICMP_ULT:
4377     switch (RHSCC) {
4378     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4379     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4380       break;
4381     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
4382       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4383       // this can cause overflow.
4384       if (RHSCst->isMaxValue(false))
4385         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4386       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, false, I);
4387     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4388       break;
4389     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4390     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4391       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4392     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4393       break;
4394     }
4395     break;
4396   case ICmpInst::ICMP_SLT:
4397     switch (RHSCC) {
4398     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4399     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4400       break;
4401     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
4402       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4403       // this can cause overflow.
4404       if (RHSCst->isMaxValue(true))
4405         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4406       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, false, I);
4407     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4408       break;
4409     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4410     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4411       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4412     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4413       break;
4414     }
4415     break;
4416   case ICmpInst::ICMP_UGT:
4417     switch (RHSCC) {
4418     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4419     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4420     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4421       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4422     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4423       break;
4424     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4425     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4426       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4427     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4428       break;
4429     }
4430     break;
4431   case ICmpInst::ICMP_SGT:
4432     switch (RHSCC) {
4433     default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4434     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4435     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4436       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4437     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4438       break;
4439     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4440     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4441       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4442     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4443       break;
4444     }
4445     break;
4446   }
4447   return 0;
4448 }
4449
4450 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
4451 ///
4452 ///     ((A | B) & 1) | (B & -2)
4453 ///
4454 /// into:
4455 /// 
4456 ///     (A & 1) | B
4457 ///
4458 /// The constants aren't important. Only that they don't overlap. (I.e., the XOR
4459 /// of the two constants is "all ones".)
4460 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
4461                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
4462   if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
4463     Value *V1 = 0, *C2 = 0;
4464     if (match(Op, m_And(m_Value(V1), m_Value(C2)))) {
4465       ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
4466
4467       if (!CI2) {
4468         std::swap(V1, C2);
4469         CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
4470       }
4471
4472       if (CI2) {
4473         APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
4474         if (Xor.isAllOnesValue()) {
4475             if (V1 == B) {
4476               Instruction *NewOp =
4477                 InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(A, CI1), I);
4478               return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, B);
4479             }
4480             if (V1 == A) {
4481               Instruction *NewOp =
4482                 InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(B, CI1), I);
4483               return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, A);
4484             }
4485         }
4486       }
4487     }
4488   }
4489
4490   return 0;
4491 }
4492
4493 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
4494   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4495   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4496
4497   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
4498     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4499
4500   // or X, X = X
4501   if (Op0 == Op1)
4502     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4503
4504   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4505   // purpose is to compute bits we don't care about.
4506   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4507     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4508     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4509     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4510                              KnownZero, KnownOne))
4511       return &I;
4512   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4513     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
4514   } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
4515     if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
4516       return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
4517   }
4518     
4519
4520   
4521   // or X, -1 == -1
4522   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4523     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
4524     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
4525     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
4526       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4527       InsertNewInstBefore(Or, I);
4528       Or->takeName(Op0);
4529       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, 
4530                ConstantInt::get(RHS->getValue() | C1->getValue()));
4531     }
4532
4533     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
4534     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
4535       Instruction *Or = BinaryOperator::CreateOr(X, RHS);
4536       InsertNewInstBefore(Or, I);
4537       Or->takeName(Op0);
4538       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
4539                  ConstantInt::get(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
4540     }
4541
4542     // Try to fold constant and into select arguments.
4543     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4544       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4545         return R;
4546     if (isa<PHINode>(Op0))
4547       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4548         return NV;
4549   }
4550
4551   Value *A = 0, *B = 0;
4552   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
4553
4554   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4555     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
4556       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4557   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
4558     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
4559       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4560
4561   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
4562   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
4563   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4564       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
4565       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
4566        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
4567     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
4568       return BSwap;
4569   }
4570   
4571   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4572   if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4573       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
4574     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op1);
4575     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4576     NOr->takeName(Op0);
4577     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4578   }
4579
4580   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
4581   if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
4582       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
4583     Instruction *NOr = BinaryOperator::CreateOr(A, Op0);
4584     InsertNewInstBefore(NOr, I);
4585     NOr->takeName(Op0);
4586     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
4587   }
4588
4589   // (A & C)|(B & D)
4590   Value *C = 0, *D = 0;
4591   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
4592       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
4593     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
4594     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
4595     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
4596     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
4597       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
4598       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
4599       // replace with V+N.
4600       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
4601         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
4602             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4603           // Add commutes, try both ways.
4604           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
4605             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4606           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
4607             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4608         }
4609         // Or commutes, try both ways.
4610         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
4611             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4612           // Add commutes, try both ways.
4613           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
4614             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4615           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
4616             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4617         }
4618       }
4619       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
4620     }
4621     
4622     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
4623     // terms for V1 & (V2|V3).
4624     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
4625       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
4626         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
4627       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
4628         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
4629       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
4630         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
4631       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
4632         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
4633       
4634       if (V1) {
4635         Value *Or =
4636           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(V2, V3, "tmp"), I);
4637         return BinaryOperator::CreateAnd(V1, Or);
4638       }
4639     }
4640
4641     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants
4642     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D))
4643       return Match;
4644     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C))
4645       return Match;
4646     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D))
4647       return Match;
4648     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C))
4649       return Match;
4650
4651     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
4652     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
4653          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
4654       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
4655     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
4656     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
4657          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
4658       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
4659     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
4660     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
4661          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
4662       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4663     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
4664     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
4665          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
4666       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
4667   }
4668   
4669   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
4670   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4671     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4672       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4673           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4674           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4675         Instruction *NewOp =
4676         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateOr(SI0->getOperand(0),
4677                                                      SI1->getOperand(0),
4678                                                      SI0->getName()), I);
4679         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4680                                       SI1->getOperand(1));
4681       }
4682   }
4683
4684   // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
4685   if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C))) ||
4686       match(Op0, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
4687     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, A, B, C);
4688     if (Ret) return Ret;
4689   }
4690   // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
4691   if (match(Op1, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C))) ||
4692       match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
4693     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, B, C);
4694     if (Ret) return Ret;
4695   }
4696
4697   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {   // ~A | Op1
4698     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
4699       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4700   } else {
4701     A = 0;
4702   }
4703   // Note, A is still live here!
4704   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)))) {   // Op0 | ~B
4705     if (Op0 == B)
4706       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4707
4708     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
4709     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4710       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(A, B,
4711                                               I.getName()+".demorgan"), I);
4712       return BinaryOperator::CreateNot(And);
4713     }
4714   }
4715
4716   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4717   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
4718     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4719       return R;
4720
4721     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
4722       if (Instruction *Res = FoldOrOfICmps(I, LHS, RHS))
4723         return Res;
4724   }
4725     
4726   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4727   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4728     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4729       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4730         if (!isa<ICmpInst>(Op0C->getOperand(0)) ||
4731             !isa<ICmpInst>(Op1C->getOperand(0))) {
4732           const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4733           if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4734               // Only do this if the casts both really cause code to be
4735               // generated.
4736               ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4737                                 I.getType(), TD) &&
4738               ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4739                                 I.getType(), TD)) {
4740             Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateOr(Op0C->getOperand(0),
4741                                                           Op1C->getOperand(0),
4742                                                           I.getName());
4743             InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4744             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4745           }
4746         }
4747       }
4748   }
4749   
4750     
4751   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
4752   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4753     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4754       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4755           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO && 
4756           LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
4757         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4758           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4759             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4760             // true.
4761             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4762               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4763             
4764             // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4765             // rest.
4766             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS->getOperand(0),
4767                                 RHS->getOperand(0));
4768           }
4769       } else {
4770         Value *Op0LHS, *Op0RHS, *Op1LHS, *Op1RHS;
4771         FCmpInst::Predicate Op0CC, Op1CC;
4772         if (match(Op0, m_FCmp(Op0CC, m_Value(Op0LHS), m_Value(Op0RHS))) &&
4773             match(Op1, m_FCmp(Op1CC, m_Value(Op1LHS), m_Value(Op1RHS)))) {
4774           if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4775             // Swap RHS operands to match LHS.
4776             Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4777             std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4778           }
4779           if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4780             // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
4781             if (Op0CC == Op1CC)
4782               return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
4783             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE ||
4784                      Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4785               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4786             else if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4787               return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
4788             else if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4789               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
4790             bool Op0Ordered;
4791             bool Op1Ordered;
4792             unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4793             unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4794             if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
4795               // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
4796               // or'ed predicates.
4797               Value *RV = getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred,
4798                                        Op0LHS, Op0RHS);
4799               if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
4800                 return I;
4801               // Otherwise, it's a constant boolean value...
4802               return ReplaceInstUsesWith(I, RV);
4803             }
4804           }
4805         }
4806       }
4807     }
4808   }
4809
4810   return Changed ? &I : 0;
4811 }
4812
4813 namespace {
4814
4815 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
4816 struct XorSelf {
4817   Value *RHS;
4818   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
4819   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
4820   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
4821     return &Xor;
4822   }
4823 };
4824
4825 }
4826
4827 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
4828   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4829   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4830
4831   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
4832     if (isa<UndefValue>(Op0))
4833       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
4834       // idiom (misuse).
4835       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4836     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
4837   }
4838
4839   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
4840   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
4841     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
4842     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4843   }
4844   
4845   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4846   // purpose is to compute bits we don't care about.
4847   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4848     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4849     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4850     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4851                              KnownZero, KnownOne))
4852       return &I;
4853   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4854     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
4855   }
4856
4857   // Is this a ~ operation?
4858   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
4859     // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
4860     // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
4861     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
4862       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
4863           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4864         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
4865         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
4866           Instruction *NotY =
4867             BinaryOperator::CreateNot(Op0I->getOperand(1),
4868                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
4869           InsertNewInstBefore(NotY, I);
4870           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
4871             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
4872           else
4873             return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
4874         }
4875       }
4876     }
4877   }
4878   
4879   
4880   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4881     // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
4882     if (RHS == ConstantInt::getTrue() && Op0->hasOneUse()) {
4883       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4884         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
4885                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
4886
4887       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
4888         return new FCmpInst(FCI->getInversePredicate(),
4889                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
4890     }
4891
4892     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
4893     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4894       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
4895         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
4896           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
4897           if (Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) {
4898             if (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode, ConstantInt::getTrue(),
4899                                              Op0C->getDestTy())) {
4900               Instruction *NewCI = InsertNewInstBefore(CmpInst::Create(
4901                                      CI->getOpcode(), CI->getInversePredicate(),
4902                                      CI->getOperand(0), CI->getOperand(1)), I);
4903               NewCI->takeName(CI);
4904               return CastInst::Create(Opcode, NewCI, Op0C->getType());
4905             }
4906           }
4907         }
4908       }
4909     }
4910
4911     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4912       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
4913       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
4914         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
4915           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
4916           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
4917                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
4918           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
4919         }
4920           
4921       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
4922         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
4923           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
4924           if (RHS->isAllOnesValue()) {
4925             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
4926             return BinaryOperator::CreateSub(
4927                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
4928                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
4929                                           Op0I->getOperand(0));
4930           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
4931             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
4932             Constant *C = ConstantInt::get(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
4933             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
4934
4935           }
4936         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4937           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
4938           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
4939             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
4940             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
4941             // NewRHS.
4942             Constant *CommonBits = And(Op0CI, RHS);
4943             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
4944                                           ConstantExpr::getNot(CommonBits));
4945             AddToWorkList(Op0I);
4946             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
4947             I.setOperand(1, NewRHS);
4948             return &I;
4949           }
4950         }
4951       }
4952     }
4953
4954     // Try to fold constant and into select arguments.
4955     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4956       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4957         return R;
4958     if (isa<PHINode>(Op0))
4959       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4960         return NV;
4961   }
4962
4963   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
4964     if (X == Op1)
4965       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4966
4967   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
4968     if (X == Op0)
4969       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4970
4971   
4972   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
4973   if (Op1I) {
4974     Value *A, *B;
4975     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4976       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
4977         Op1I->swapOperands();
4978         I.swapOperands();
4979         std::swap(Op0, Op1);
4980       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
4981         I.swapOperands();     // Simplified below.
4982         std::swap(Op0, Op1);
4983       }
4984     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)))) {
4985       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // A^(A^B) == B
4986     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op0)))) {
4987       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // A^(B^A) == B
4988     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op1I->hasOneUse()){
4989       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
4990         Op1I->swapOperands();
4991         std::swap(A, B);
4992       }
4993       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
4994         I.swapOperands();     // Simplified below.
4995         std::swap(Op0, Op1);
4996       }
4997     }
4998   }
4999   
5000   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
5001   if (Op0I) {
5002     Value *A, *B;
5003     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()) {
5004       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
5005         std::swap(A, B);
5006       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
5007         Instruction *NotB =
5008           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(Op1, "tmp"), I);
5009         return BinaryOperator::CreateAnd(A, NotB);
5010       }
5011     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)))) {
5012       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // (A^B)^A == B
5013     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op1)))) {
5014       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // (B^A)^A == B
5015     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()){
5016       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
5017         std::swap(A, B);
5018       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
5019           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
5020         Instruction *N =
5021           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(A, "tmp"), I);
5022         return BinaryOperator::CreateAnd(N, Op1);
5023       }
5024     }
5025   }
5026   
5027   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
5028   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
5029       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
5030       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
5031       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
5032     Instruction *NewOp =
5033       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Op0I->getOperand(0),
5034                                                     Op1I->getOperand(0),
5035                                                     Op0I->getName()), I);
5036     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
5037                                   Op1I->getOperand(1));
5038   }
5039     
5040   if (Op0I && Op1I) {
5041     Value *A, *B, *C, *D;
5042     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
5043     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5044         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5045       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5046         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5047     }
5048     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
5049     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5050         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5051       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5052         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5053     }
5054     
5055     // (A & B)^(C & D)
5056     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
5057         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5058         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5059       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
5060       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5061       if (A == C)
5062         X = A, Y = B, Z = D;
5063       else if (A == D)
5064         X = A, Y = B, Z = C;
5065       else if (B == C)
5066         X = B, Y = A, Z = D;
5067       else if (B == D)
5068         X = B, Y = A, Z = C;
5069       
5070       if (X) {
5071         Instruction *NewOp =
5072         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
5073         return BinaryOperator::CreateAnd(NewOp, X);
5074       }
5075     }
5076   }
5077     
5078   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
5079   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
5080     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
5081       return R;
5082
5083   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
5084   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5085     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
5086       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
5087         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
5088         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
5089             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
5090             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
5091                               I.getType(), TD) &&
5092             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
5093                               I.getType(), TD)) {
5094           Instruction *NewOp = BinaryOperator::CreateXor(Op0C->getOperand(0),
5095                                                          Op1C->getOperand(0),
5096                                                          I.getName());
5097           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
5098           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
5099         }
5100       }
5101   }
5102
5103   return Changed ? &I : 0;
5104 }
5105
5106 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
5107 /// overflowed for this type.
5108 static bool AddWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
5109                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
5110   Result = cast<ConstantInt>(Add(In1, In2));
5111
5112   if (IsSigned)
5113     if (In2->getValue().isNegative())
5114       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5115     else
5116       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5117   else
5118     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
5119 }
5120
5121 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
5122 /// overflowed for this type.
5123 static bool SubWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
5124                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
5125   Result = cast<ConstantInt>(Subtract(In1, In2));
5126
5127   if (IsSigned)
5128     if (In2->getValue().isNegative())
5129       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5130     else
5131       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5132   else
5133     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
5134 }
5135
5136 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
5137 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
5138 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
5139 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
5140   TargetData &TD = IC.getTargetData();
5141   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5142   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5143   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
5144
5145   // Build a mask for high order bits.
5146   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5147   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5148
5149   for (User::op_iterator i = GEP->op_begin() + 1, e = GEP->op_end(); i != e;
5150        ++i, ++GTI) {
5151     Value *Op = *i;
5152     uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
5153     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
5154       if (OpC->isZero()) continue;
5155       
5156       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5157       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5158         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
5159         
5160         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
5161           Result = ConstantInt::get(RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
5162         else
5163           Result = IC.InsertNewInstBefore(
5164                    BinaryOperator::CreateAdd(Result,
5165                                              ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
5166                                              GEP->getName()+".offs"), I);
5167         continue;
5168       }
5169       
5170       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5171       Constant *OC = ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
5172       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale);
5173       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
5174         Result = ConstantExpr::getAdd(RC, Scale);
5175       else {
5176         // Emit an add instruction.
5177         Result = IC.InsertNewInstBefore(
5178            BinaryOperator::CreateAdd(Result, Scale,
5179                                      GEP->getName()+".offs"), I);
5180       }
5181       continue;
5182     }
5183     // Convert to correct type.
5184     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
5185       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5186         Op = ConstantExpr::getSExt(OpC, IntPtrTy);
5187       else
5188         Op = IC.InsertNewInstBefore(new SExtInst(Op, IntPtrTy,
5189                                                  Op->getName()+".c"), I);
5190     }
5191     if (Size != 1) {
5192       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
5193       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
5194         Op = ConstantExpr::getMul(OpC, Scale);
5195       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
5196         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateMul(Op, Scale,
5197                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
5198     }
5199
5200     // Emit an add instruction.
5201     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
5202       Result = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(Op),
5203                                     cast<Constant>(Result));
5204     else
5205       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAdd(Op, Result,
5206                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
5207   }
5208   return Result;
5209 }
5210
5211
5212 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return an value that can be used to compare of
5213 /// the *offset* implied by GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we want
5214 /// to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can be
5215 /// complex, and scales are involved.  The above expression would also be legal
5216 /// to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).  This
5217 /// later form is less amenable to optimization though, and we are allowed to
5218 /// generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
5219 ///
5220 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
5221 /// 
5222 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, Instruction &I,
5223                                           InstCombiner &IC) {
5224   TargetData &TD = IC.getTargetData();
5225   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
5226
5227   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
5228   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
5229   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
5230   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
5231   // because the expression will cross zero at the same point.
5232   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
5233   int64_t Offset = 0;
5234   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
5235     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
5236       // Compute the aggregate offset of constant indices.
5237       if (CI->isZero()) continue;
5238
5239       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5240       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5241         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5242       } else {
5243         uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5244         Offset += Size*CI->getSExtValue();
5245       }
5246     } else {
5247       // Found our variable index.
5248       break;
5249     }
5250   }
5251   
5252   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
5253   // evaluate it the general way.
5254   if (i == e) return 0;
5255   
5256   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
5257   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
5258   // 4 if the variable index is into an array of i32.
5259   uint64_t VariableScale = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5260   
5261   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
5262   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
5263     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
5264     if (!CI) return 0;
5265    
5266     // Compute the aggregate offset of constant indices.
5267     if (CI->isZero()) continue;
5268     
5269     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
5270     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
5271       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
5272     } else {
5273       uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType());
5274       Offset += Size*CI->getSExtValue();
5275     }
5276   }
5277   
5278   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
5279   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
5280   // the index.
5281   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
5282   if (Offset == 0) {
5283     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
5284     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
5285     // computation crosses zero.
5286     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth)
5287       VariableIdx = new TruncInst(VariableIdx, TD.getIntPtrType(),
5288                                   VariableIdx->getNameStart(), &I);
5289     return VariableIdx;
5290   }
5291   
5292   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
5293   // the pointer size, so get it.
5294   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
5295   
5296   Offset &= PtrSizeMask;
5297   VariableScale &= PtrSizeMask;
5298
5299   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
5300   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
5301   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
5302   // multiple of the variable scale.
5303   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
5304   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
5305     return 0;
5306
5307   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
5308   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
5309   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
5310     VariableIdx = CastInst::CreateIntegerCast(VariableIdx, IntPtrTy,
5311                                               true /*SExt*/, 
5312                                               VariableIdx->getNameStart(), &I);
5313   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
5314   return BinaryOperator::CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset", &I);
5315 }
5316
5317
5318 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
5319 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
5320 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
5321                                        ICmpInst::Predicate Cond,
5322                                        Instruction &I) {
5323   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
5324
5325   // Look through bitcasts.
5326   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
5327     RHS = BCI->getOperand(0);
5328
5329   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
5330   if (PtrBase == RHS) {
5331     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
5332     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
5333     // know pointers can't overflow.  See if we can output an optimized form.
5334     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, I, *this);
5335     
5336     // If not, synthesize the offset the hard way.
5337     if (Offset == 0)
5338       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5339     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
5340                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
5341   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
5342     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
5343     // compare the base pointer.
5344     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
5345       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
5346       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
5347                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
5348       if (IndicesTheSame)
5349         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5350           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5351             IndicesTheSame = false;
5352             break;
5353           }
5354
5355       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
5356       if (IndicesTheSame)
5357         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
5358                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
5359
5360       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
5361       // different, bail out.
5362       return 0;
5363     }
5364
5365     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
5366     bool AllZeros = true;
5367     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5368       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
5369           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5370         AllZeros = false;
5371         break;
5372       }
5373     if (AllZeros)
5374       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
5375                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
5376
5377     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
5378     AllZeros = true;
5379     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5380       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
5381           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5382         AllZeros = false;
5383         break;
5384       }
5385     if (AllZeros)
5386       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
5387
5388     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
5389       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
5390       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
5391       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
5392       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5393         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5394           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
5395                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5396             // Irreconcilable differences.
5397             NumDifferences = 2;
5398             break;
5399           } else {
5400             if (NumDifferences++) break;
5401             DiffOperand = i;
5402           }
5403         }
5404
5405       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
5406         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
5407                                    ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5408                                              ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
5409
5410       else if (NumDifferences == 1) {
5411         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
5412         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
5413         // Make sure we do a signed comparison here.
5414         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
5415       }
5416     }
5417
5418     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
5419     // the result to fold to a constant!
5420     if ((isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
5421         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
5422       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
5423       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
5424       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
5425       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
5426     }
5427   }
5428   return 0;
5429 }
5430
5431 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
5432 ///
5433 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
5434                                                 Instruction *LHSI,
5435                                                 Constant *RHSC) {
5436   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
5437   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
5438   
5439   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
5440   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
5441   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
5442   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
5443   
5444   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
5445   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
5446   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
5447   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
5448   
5449   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
5450   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
5451   if (LHSUnsigned)
5452     ++InputSize;
5453   
5454   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
5455   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
5456     return 0;
5457   
5458   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
5459   // will always come through as an integer value and we know the constant is
5460   // not a NAN (it would have been previously simplified).
5461   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
5462   
5463   ICmpInst::Predicate Pred;
5464   switch (I.getPredicate()) {
5465   default: assert(0 && "Unexpected predicate!");
5466   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
5467   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
5468     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
5469     break;
5470   case FCmpInst::FCMP_UGT:
5471   case FCmpInst::FCMP_OGT:
5472     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
5473     break;
5474   case FCmpInst::FCMP_UGE:
5475   case FCmpInst::FCMP_OGE:
5476     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
5477     break;
5478   case FCmpInst::FCMP_ULT:
5479   case FCmpInst::FCMP_OLT:
5480     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
5481     break;
5482   case FCmpInst::FCMP_ULE:
5483   case FCmpInst::FCMP_OLE:
5484     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
5485     break;
5486   case FCmpInst::FCMP_UNE:
5487   case FCmpInst::FCMP_ONE:
5488     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
5489     break;
5490   case FCmpInst::FCMP_ORD:
5491     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5492   case FCmpInst::FCMP_UNO:
5493     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5494   }
5495   
5496   const IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
5497   
5498   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
5499   
5500   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
5501   // comparing an i8 to 300.0.
5502   unsigned IntWidth = IntTy->getPrimitiveSizeInBits();
5503   
5504   if (!LHSUnsigned) {
5505     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
5506     // and large values.
5507     APFloat SMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5508     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
5509                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5510     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
5511       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
5512           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
5513         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5514       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5515     }
5516   } else {
5517     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
5518     // +INF and large values.
5519     APFloat UMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5520     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
5521                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5522     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
5523       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5524           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
5525         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5526       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5527     }
5528   }
5529   
5530   if (!LHSUnsigned) {
5531     // See if the RHS value is < SignedMin.
5532     APFloat SMin(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5533     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
5534                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5535     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
5536       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
5537           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
5538         return ReplaceInstUsesWith(I,ConstantInt::getTrue());
5539       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5540     }
5541   }
5542
5543   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
5544   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
5545   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
5546   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
5547   Constant *RHSInt = ConstantExpr::getFPToSI(RHSC, IntTy);
5548   if (!RHS.isZero() &&
5549       ConstantExpr::getSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) != RHSC) {
5550     // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust the
5551     // compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards zero
5552     // at this point.
5553     switch (Pred) {
5554     default: assert(0 && "Unexpected integer comparison!");
5555     case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
5556       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5557     case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
5558       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5559     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5560       // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5561       // (float)int <= -4.4  --> false
5562       if (RHS.isNegative())
5563         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5564       break;
5565     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5566       // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5567       // (float)int <= -4.4  --> int < -4
5568       if (RHS.isNegative())
5569         Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
5570       break;
5571     case ICmpInst::ICMP_ULT:
5572       // (float)int < -4.4   --> false
5573       // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5574       if (RHS.isNegative())
5575         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5576       Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
5577       break;
5578     case ICmpInst::ICMP_SLT:
5579       // (float)int < -4.4   --> int < -4
5580       // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5581       if (!RHS.isNegative())
5582         Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
5583       break;
5584     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5585       // (float)int > 4.4    --> int > 4
5586       // (float)int > -4.4   --> true
5587       if (RHS.isNegative())
5588         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5589       break;
5590     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5591       // (float)int > 4.4    --> int > 4
5592       // (float)int > -4.4   --> int >= -4
5593       if (RHS.isNegative())
5594         Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
5595       break;
5596     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5597       // (float)int >= -4.4   --> true
5598       // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5599       if (!RHS.isNegative())
5600         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5601       Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
5602       break;
5603     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5604       // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
5605       // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5606       if (!RHS.isNegative())
5607         Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
5608       break;
5609     }
5610   }
5611
5612   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
5613   // comparison.
5614   return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
5615 }
5616
5617 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
5618   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5619   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5620
5621   // Fold trivial predicates.
5622   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
5623     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5624   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
5625     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5626   
5627   // Simplify 'fcmp pred X, X'
5628   if (Op0 == Op1) {
5629     switch (I.getPredicate()) {
5630     default: assert(0 && "Unknown predicate!");
5631     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
5632     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
5633     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
5634       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5635     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
5636     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
5637     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
5638       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5639       
5640     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
5641     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
5642     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
5643     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
5644       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
5645       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
5646       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5647       return &I;
5648       
5649     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
5650     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
5651     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
5652     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
5653       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
5654       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
5655       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5656       return &I;
5657     }
5658   }
5659     
5660   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
5661     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5662
5663   // Handle fcmp with constant RHS
5664   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5665     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
5666     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
5667       if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
5668         if (FCmpInst::isOrdered(I.getPredicate()))   // True if ordered and...
5669           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5670         assert(FCmpInst::isUnordered(I.getPredicate()) &&
5671                "Comparison must be either ordered or unordered!");
5672         // True if unordered.
5673         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5674       }
5675     }
5676     
5677     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5678       switch (LHSI->getOpcode()) {
5679       case Instruction::PHI:
5680         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5681         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5682         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5683         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5684           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5685             return NV;
5686         break;
5687       case Instruction::SIToFP:
5688       case Instruction::UIToFP:
5689         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
5690           return NV;
5691         break;
5692       case Instruction::Select:
5693         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5694         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5695         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5696         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5697         if (LHSI->hasOneUse()) {
5698           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5699             // Fold the known value into the constant operand.
5700             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5701             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5702             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5703                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
5704                                                       I.getName()), I);
5705           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5706             // Fold the known value into the constant operand.
5707             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
5708             // Insert a new FCmp of the other select operand.
5709             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
5710                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
5711                                                       I.getName()), I);
5712           }
5713         }
5714
5715         if (Op1)
5716           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5717         break;
5718       }
5719   }
5720
5721   return Changed ? &I : 0;
5722 }
5723
5724 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
5725   bool Changed = SimplifyCompare(I);
5726   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5727   const Type *Ty = Op0->getType();
5728
5729   // icmp X, X
5730   if (Op0 == Op1)
5731     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5732                                                    I.isTrueWhenEqual()));
5733
5734   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
5735     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
5736   
5737   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
5738   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
5739   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
5740        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
5741       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
5742        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
5743     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5744                                                    !I.isTrueWhenEqual()));
5745
5746   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
5747   if (Ty == Type::Int1Ty) {
5748     switch (I.getPredicate()) {
5749     default: assert(0 && "Invalid icmp instruction!");
5750     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
5751       Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
5752       InsertNewInstBefore(Xor, I);
5753       return BinaryOperator::CreateNot(Xor);
5754     }
5755     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
5756       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
5757
5758     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5759       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
5760       // FALL THROUGH
5761     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
5762       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5763       InsertNewInstBefore(Not, I);
5764       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
5765     }
5766     case ICmpInst::ICMP_SGT:
5767       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
5768       // FALL THROUGH
5769     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
5770       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
5771       InsertNewInstBefore(Not, I);
5772       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
5773     }
5774     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5775       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
5776       // FALL THROUGH
5777     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
5778       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
5779       InsertNewInstBefore(Not, I);
5780       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
5781     }
5782     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5783       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
5784       // FALL THROUGH
5785     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
5786       Instruction *Not = BinaryOperator::CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
5787       InsertNewInstBefore(Not, I);
5788       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
5789     }
5790     }
5791   }
5792
5793   // See if we are doing a comparison with a constant.
5794   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5795     Value *A, *B;
5796     
5797     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
5798     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
5799         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5800       // (icmp cond A B) if cond is equality
5801       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
5802     }
5803     
5804     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
5805     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
5806     // them being folded in the code below.
5807     switch (I.getPredicate()) {
5808     default: break;
5809     case ICmpInst::ICMP_ULE:
5810       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
5811         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5812       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, AddOne(CI));
5813     case ICmpInst::ICMP_SLE:
5814       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
5815         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5816       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0, AddOne(CI));
5817     case ICmpInst::ICMP_UGE:
5818       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
5819         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5820       return new ICmpInst( ICmpInst::ICMP_UGT, Op0, SubOne(CI));
5821     case ICmpInst::ICMP_SGE:
5822       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
5823         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5824       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0, SubOne(CI));
5825     }
5826     
5827     // See if we can fold the comparison based on range information we can get
5828     // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
5829     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
5830     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
5831     
5832     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
5833     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
5834     bool UnusedBit;
5835     bool isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
5836     
5837     if (SimplifyDemandedBits(Op0, 
5838                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
5839                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
5840                              KnownZero, KnownOne, 0))
5841       return &I;
5842         
5843     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
5844     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
5845     // EQ and NE we use unsigned values.
5846     APInt Min(BitWidth, 0), Max(BitWidth, 0);
5847     if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate()))
5848       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, Max);
5849     else
5850       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne,Min,Max);
5851     
5852     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
5853     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
5854     // that code below can assume that Min != Max.
5855     if (Min == Max)
5856       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(),
5857                                                           ConstantInt::get(Min),
5858                                                           CI));
5859     
5860     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
5861     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8  is always true.
5862     const APInt &RHSVal = CI->getValue();
5863     switch (I.getPredicate()) {  // LE/GE have been folded already.
5864     default: assert(0 && "Unknown icmp opcode!");
5865     case ICmpInst::ICMP_EQ:
5866       if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5867         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5868       break;
5869     case ICmpInst::ICMP_NE:
5870       if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5871         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5872       break;
5873     case ICmpInst::ICMP_ULT:
5874       if (Max.ult(RHSVal))                    // A <u C -> true iff max(A) < C
5875         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5876       if (Min.uge(RHSVal))                    // A <u C -> false iff min(A) >= C
5877         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5878       if (RHSVal == Max)                      // A <u MAX -> A != MAX
5879         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5880       if (RHSVal == Min+1)                    // A <u MIN+1 -> A == MIN
5881         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5882         
5883       // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
5884       if (CI->isMinValue(true))
5885         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
5886                             ConstantInt::getAllOnesValue(Op0->getType()));
5887       break;
5888     case ICmpInst::ICMP_UGT:
5889       if (Min.ugt(RHSVal))                    // A >u C -> true iff min(A) > C
5890         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5891       if (Max.ule(RHSVal))                    // A >u C -> false iff max(A) <= C
5892         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5893         
5894       if (RHSVal == Min)                      // A >u MIN -> A != MIN
5895         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5896       if (RHSVal == Max-1)                    // A >u MAX-1 -> A == MAX
5897         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5898       
5899       // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
5900       if (CI->isMaxValue(true))
5901         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
5902                             ConstantInt::getNullValue(Op0->getType()));
5903       break;
5904     case ICmpInst::ICMP_SLT:
5905       if (Max.slt(RHSVal))                    // A <s C -> true iff max(A) < C
5906         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5907       if (Min.sge(RHSVal))                    // A <s C -> false iff min(A) >= C
5908         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5909       if (RHSVal == Max)                      // A <s MAX -> A != MAX
5910         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5911       if (RHSVal == Min+1)                    // A <s MIN+1 -> A == MIN
5912         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
5913       break;
5914     case ICmpInst::ICMP_SGT: 
5915       if (Min.sgt(RHSVal))                    // A >s C -> true iff min(A) > C
5916         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5917       if (Max.sle(RHSVal))                    // A >s C -> false iff max(A) <= C
5918         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5919         
5920       if (RHSVal == Min)                      // A >s MIN -> A != MIN
5921         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
5922       if (RHSVal == Max-1)                    // A >s MAX-1 -> A == MAX
5923         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
5924       break;
5925     }
5926   }
5927
5928   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
5929   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
5930   // any other folding. This helps out other analyses which understand
5931   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
5932   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
5933   // operands has at least one user besides the compare (the select),
5934   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
5935   if (I.hasOneUse())
5936     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
5937       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
5938           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
5939         return 0;
5940
5941   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
5942   // can be folded into the comparison.
5943   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5944     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
5945     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
5946     // instruction can be folded into the icmp 
5947     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5948       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
5949         return Res;
5950   }
5951
5952   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
5953   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5954     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5955       switch (LHSI->getOpcode()) {
5956       case Instruction::GetElementPtr:
5957         if (RHSC->isNullValue()) {
5958           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
5959           bool isAllZeros = true;
5960           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
5961             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
5962                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
5963               isAllZeros = false;
5964               break;
5965             }
5966           if (isAllZeros)
5967             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
5968                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
5969         }
5970         break;
5971
5972       case Instruction::PHI:
5973         // Only fold icmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
5974         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
5975         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
5976         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
5977           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5978             return NV;
5979         break;
5980       case Instruction::Select: {
5981         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5982         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5983         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5984         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5985         if (LHSI->hasOneUse()) {
5986           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5987             // Fold the known value into the constant operand.
5988             Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5989             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5990             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5991                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
5992                                                    I.getName()), I);
5993           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5994             // Fold the known value into the constant operand.
5995             Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5996             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5997             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5998                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
5999                                                    I.getName()), I);
6000           }
6001         }
6002
6003         if (Op1)
6004           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
6005         break;
6006       }
6007       case Instruction::Malloc:
6008         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
6009         // can assume it is successful and remove the malloc.
6010         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
6011           AddToWorkList(LHSI);
6012           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
6013                                                          !I.isTrueWhenEqual()));
6014         }
6015         break;
6016       }
6017   }
6018
6019   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
6020   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
6021     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
6022       return NI;
6023   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
6024     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
6025                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
6026       return NI;
6027
6028   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
6029   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
6030   // now.
6031   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
6032     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
6033         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
6034       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
6035       // operand, where it can often be eliminated completely.
6036       Op0 = CI->getOperand(0);
6037
6038       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
6039       // so eliminate it as well.
6040       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
6041         Op1 = CI2->getOperand(0);
6042
6043       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
6044       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
6045         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6046           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
6047         } else {
6048           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
6049           Op1 = InsertBitCastBefore(Op1, Op0->getType(), I);
6050         }
6051       }
6052       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
6053     }
6054   }
6055   
6056   if (isa<CastInst>(Op0)) {
6057     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
6058     // This comes up when you have code like
6059     //   int X = A < B;
6060     //   if (X) ...
6061     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
6062     // with a constant or another cast from the same type.
6063     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
6064       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
6065         return R;
6066   }
6067   
6068   // See if it's the same type of instruction on the left and right.
6069   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6070     if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
6071       if (Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && Op0I->hasOneUse() &&
6072           Op1I->hasOneUse() && Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
6073           I.isEquality()) {
6074         switch (Op0I->getOpcode()) {
6075         default: break;
6076         case Instruction::Add:
6077         case Instruction::Sub:
6078         case Instruction::Xor:
6079           // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
6080           return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0I->getOperand(0),
6081                               Op1I->getOperand(0));
6082           break;
6083         case Instruction::Mul:
6084           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6085             // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
6086             // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
6087             if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
6088               const APInt &AP = CI->getValue();
6089               ConstantInt *Mask = ConstantInt::get(
6090                                       APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
6091                                                            AP.getBitWidth() -
6092                                                       AP.countTrailingZeros()));
6093               Instruction *And1 = BinaryOperator::CreateAnd(Op0I->getOperand(0),
6094                                                             Mask);
6095               Instruction *And2 = BinaryOperator::CreateAnd(Op1I->getOperand(0),
6096                                                             Mask);
6097               InsertNewInstBefore(And1, I);
6098               InsertNewInstBefore(And2, I);
6099               return new ICmpInst(I.getPredicate(), And1, And2);
6100             }
6101           }
6102           break;
6103         }
6104       }
6105     }
6106   }
6107   
6108   // ~x < ~y --> y < x
6109   { Value *A, *B;
6110     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A))) &&
6111         match(Op1, m_Not(m_Value(B))))
6112       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, A);
6113   }
6114   
6115   if (I.isEquality()) {
6116     Value *A, *B, *C, *D;
6117     
6118     // -x == -y --> x == y
6119     if (match(Op0, m_Neg(m_Value(A))) &&
6120         match(Op1, m_Neg(m_Value(B))))
6121       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
6122     
6123     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
6124       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
6125         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
6126         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6127                             Constant::getNullValue(A->getType()));
6128       }
6129
6130       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6131         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
6132         ConstantInt *C1, *C2;
6133         if (match(B, m_ConstantInt(C1)) &&
6134             match(D, m_ConstantInt(C2)) && Op1->hasOneUse()) {
6135           Constant *NC = ConstantInt::get(C1->getValue() ^ C2->getValue());
6136           Instruction *Xor = BinaryOperator::CreateXor(C, NC, "tmp");
6137           return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
6138                               InsertNewInstBefore(Xor, I));
6139         }
6140         
6141         // A^B == A^D -> B == D
6142         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
6143         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
6144         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
6145         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
6146       }
6147     }
6148     
6149     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
6150         (A == Op0 || B == Op0)) {
6151       // A == (A^B)  ->  B == 0
6152       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
6153       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6154                           Constant::getNullValue(A->getType()));
6155     }
6156
6157     // (A-B) == A  ->  B == 0
6158     if (match(Op0, m_Sub(m_Specific(Op1), m_Value(B))))
6159       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, 
6160                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6161
6162     // A == (A-B)  ->  B == 0
6163     if (match(Op1, m_Sub(m_Specific(Op0), m_Value(B))))
6164       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
6165                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6166     
6167     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
6168     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
6169         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
6170         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6171       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
6172       
6173       if (A == C) {
6174         X = B; Y = D; Z = A;
6175       } else if (A == D) {
6176         X = B; Y = C; Z = A;
6177       } else if (B == C) {
6178         X = A; Y = D; Z = B;
6179       } else if (B == D) {
6180         X = A; Y = C; Z = B;
6181       }
6182       
6183       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
6184         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(X, Y, "tmp"), I);
6185         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
6186         I.setOperand(0, Op1);
6187         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
6188         return &I;
6189       }
6190     }
6191   }
6192   return Changed ? &I : 0;
6193 }
6194
6195
6196 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
6197 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
6198 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
6199                                           ConstantInt *DivRHS) {
6200   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6201   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
6202   
6203   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
6204   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
6205   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
6206   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
6207   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
6208   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
6209   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
6210   // if it finds it. 
6211   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
6212   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
6213     return 0;
6214   if (DivRHS->isZero())
6215     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
6216   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
6217     return 0; // The overflow computation also screws up here
6218   if (DivRHS->isOne())
6219     return 0; // Not worth bothering, and eliminates some funny cases
6220               // with INT_MIN.
6221
6222   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
6223   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
6224   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
6225   // instead of computing a divide. 
6226   ConstantInt *Prod = Multiply(CmpRHS, DivRHS);
6227
6228   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
6229   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
6230   // as in the LHS instruction that we're folding. 
6231   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
6232                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
6233
6234   // Get the ICmp opcode
6235   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
6236
6237   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
6238   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
6239   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
6240   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
6241   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
6242   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
6243   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
6244   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
6245   ConstantInt *LoBound = 0, *HiBound = 0;
6246   
6247   if (!DivIsSigned) {  // udiv
6248     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
6249     LoBound = Prod;
6250     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6251     if (!HiOverflow)
6252       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, false);
6253   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
6254     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
6255       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
6256       LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
6257       HiBound = DivRHS;
6258     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
6259       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
6260       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6261       if (!HiOverflow)
6262         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
6263     } else {                       // (X / pos) op neg
6264       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
6265       HiBound = AddOne(Prod);
6266       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6267       if (!LoOverflow) {
6268         ConstantInt* DivNeg = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6269         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg,
6270                                      true) ? -1 : 0;
6271        }
6272     }
6273   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
6274     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
6275       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
6276       LoBound = AddOne(DivRHS);
6277       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6278       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
6279         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
6280         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
6281       }
6282     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
6283       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
6284       HiBound = AddOne(Prod);
6285       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6286       if (!LoOverflow)
6287         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivRHS, true) ? -1 : 0;
6288     } else {                       // (X / neg) op neg
6289       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
6290       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
6291       if (!HiOverflow)
6292         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
6293     }
6294     
6295     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
6296     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
6297   }
6298
6299   Value *X = DivI->getOperand(0);
6300   switch (Pred) {
6301   default: assert(0 && "Unhandled icmp opcode!");
6302   case ICmpInst::ICMP_EQ:
6303     if (LoOverflow && HiOverflow)
6304       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6305     else if (HiOverflow)
6306       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6307                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
6308     else if (LoOverflow)
6309       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6310                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
6311     else
6312       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
6313   case ICmpInst::ICMP_NE:
6314     if (LoOverflow && HiOverflow)
6315       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6316     else if (HiOverflow)
6317       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
6318                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
6319     else if (LoOverflow)
6320       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
6321                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6322     else
6323       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
6324   case ICmpInst::ICMP_ULT:
6325   case ICmpInst::ICMP_SLT:
6326     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
6327       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6328     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
6329       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6330     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
6331   case ICmpInst::ICMP_UGT:
6332   case ICmpInst::ICMP_SGT:
6333     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
6334       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6335     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
6336       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6337     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
6338       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6339     else
6340       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
6341   }
6342 }
6343
6344
6345 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
6346 ///
6347 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
6348                                                           Instruction *LHSI,
6349                                                           ConstantInt *RHS) {
6350   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
6351   
6352   switch (LHSI->getOpcode()) {
6353   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
6354     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
6355       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
6356       // fold the xor.
6357       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
6358           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
6359         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
6360         
6361         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
6362         // the operation, just stop using the Xor.
6363         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
6364           ICI.setOperand(0, CompareVal);
6365           AddToWorkList(LHSI);
6366           return &ICI;
6367         }
6368         
6369         // Was the old condition true if the operand is positive?
6370         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
6371         
6372         // If so, the new one isn't.
6373         isTrueIfPositive ^= true;
6374         
6375         if (isTrueIfPositive)
6376           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal, SubOne(RHS));
6377         else
6378           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal, AddOne(RHS));
6379       }
6380     }
6381     break;
6382   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
6383     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
6384         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6385       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6386       
6387       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
6388       // and/compare to be the input width without changing the value
6389       // produced, eliminating a cast.
6390       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
6391         // We can do this transformation if either the AND constant does not
6392         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
6393         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
6394         // bit would not work.
6395         if (Cast->hasOneUse() &&
6396             (ICI.isEquality() ||
6397              (AndCST->getValue().isNonNegative() && RHSV.isNonNegative()))) {
6398           uint32_t BitWidth = 
6399             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
6400           APInt NewCST = AndCST->getValue();
6401           NewCST.zext(BitWidth);
6402           APInt NewCI = RHSV;
6403           NewCI.zext(BitWidth);
6404           Instruction *NewAnd = 
6405             BinaryOperator::CreateAnd(Cast->getOperand(0),
6406                                       ConstantInt::get(NewCST),LHSI->getName());
6407           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6408           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
6409                               ConstantInt::get(NewCI));
6410         }
6411       }
6412       
6413       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
6414       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
6415       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
6416       // access.
6417       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
6418       if (Shift && !Shift->isShift())
6419         Shift = 0;
6420       
6421       ConstantInt *ShAmt;
6422       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
6423       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
6424       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
6425       
6426       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
6427       // into the mask.  This can only happen with signed shift
6428       // rights, as they sign-extend.
6429       if (ShAmt) {
6430         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
6431         if (!CanFold) {
6432           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
6433           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
6434           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6435           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
6436           
6437           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
6438           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
6439                AndCST->getValue()) == 0)
6440             CanFold = true;
6441         }
6442         
6443         if (CanFold) {
6444           Constant *NewCst;
6445           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6446             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
6447           else
6448             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
6449           
6450           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
6451           // compared.
6452           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != RHS) {
6453             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
6454             // As a special case, check to see if this means that the
6455             // result is always true or false now.
6456             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6457               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6458             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6459               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6460           } else {
6461             ICI.setOperand(1, NewCst);
6462             Constant *NewAndCST;
6463             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
6464               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
6465             else
6466               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
6467             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
6468             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
6469             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
6470             AddUsesToWorkList(ICI);
6471             return &ICI;
6472           }
6473         }
6474       }
6475       
6476       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
6477       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
6478       // of a loop if Y is invariant and X is not.
6479       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
6480           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
6481           isa<Instruction>(Shift->getOperand(0))) {
6482         // Compute C << Y.
6483         Value *NS;
6484         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
6485           NS = BinaryOperator::CreateShl(AndCST, 
6486                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
6487         } else {
6488           // Insert a logical shift.
6489           NS = BinaryOperator::CreateLShr(AndCST,
6490                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
6491         }
6492         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
6493         
6494         // Compute X & (C << Y).
6495         Instruction *NewAnd = 
6496           BinaryOperator::CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
6497         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
6498         
6499         ICI.setOperand(0, NewAnd);
6500         return &ICI;
6501       }
6502     }
6503     break;
6504     
6505   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
6506     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6507     if (!ShAmt) break;
6508     
6509     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6510     
6511     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6512     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6513     // simplified.
6514     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6515       break;
6516     
6517     if (ICI.isEquality()) {
6518       // If we are comparing against bits always shifted out, the
6519       // comparison cannot succeed.
6520       Constant *Comp =
6521         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt), ShAmt);
6522       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
6523         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6524         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6525         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6526       }
6527       
6528       if (LHSI->hasOneUse()) {
6529         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6530         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6531         Constant *Mask =
6532           ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits-ShAmtVal));
6533         
6534         Instruction *AndI =
6535           BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6536                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
6537         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6538         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
6539                             ConstantInt::get(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
6540       }
6541     }
6542     
6543     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
6544     bool TrueIfSigned = false;
6545     if (LHSI->hasOneUse() &&
6546         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
6547       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
6548       Constant *Mask = ConstantInt::get(APInt(TypeBits, 1) <<
6549                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
6550       Instruction *AndI =
6551         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6552                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6553       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6554       
6555       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
6556                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
6557     }
6558     break;
6559   }
6560     
6561   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
6562   case Instruction::AShr: {
6563     // Only handle equality comparisons of shift-by-constant.
6564     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6565     if (!ShAmt || !ICI.isEquality()) break;
6566
6567     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
6568     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
6569     // simplified.
6570     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
6571     if (ShAmt->uge(TypeBits))
6572       break;
6573     
6574     uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
6575       
6576     // If we are comparing against bits always shifted out, the
6577     // comparison cannot succeed.
6578     APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
6579     if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
6580       Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
6581     else
6582       Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
6583     
6584     if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
6585       bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6586       Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
6587       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
6588     }
6589     
6590     // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
6591     // If so, we can compare against the unshifted value:
6592     //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
6593     if (LHSI->hasOneUse() &&
6594         MaskedValueIsZero(LHSI->getOperand(0), 
6595                           APInt::getLowBitsSet(Comp.getBitWidth(), ShAmtVal))) {
6596       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6597                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
6598     }
6599       
6600     if (LHSI->hasOneUse()) {
6601       // Otherwise strength reduce the shift into an and.
6602       APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
6603       Constant *Mask = ConstantInt::get(Val);
6604       
6605       Instruction *AndI =
6606         BinaryOperator::CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
6607                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
6608       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
6609       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
6610                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
6611     }
6612     break;
6613   }
6614     
6615   case Instruction::SDiv:
6616   case Instruction::UDiv:
6617     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
6618     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
6619     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
6620     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
6621     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
6622     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
6623     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
6624       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
6625                                           DivRHS))
6626         return R;
6627     break;
6628
6629   case Instruction::Add:
6630     // Fold: icmp pred (add, X, C1), C2
6631
6632     if (!ICI.isEquality()) {
6633       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6634       if (!LHSC) break;
6635       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
6636
6637       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
6638                             .subtract(LHSV);
6639
6640       if (ICI.isSignedPredicate()) {
6641         if (CR.getLower().isSignBit()) {
6642           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
6643                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
6644         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
6645           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
6646                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
6647         }
6648       } else {
6649         if (CR.getLower().isMinValue()) {
6650           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
6651                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
6652         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
6653           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
6654                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
6655         }
6656       }
6657     }
6658     break;
6659   }
6660   
6661   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
6662   if (ICI.isEquality()) {
6663     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6664     
6665     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
6666     // the second operand is a constant, simplify a bit.
6667     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
6668       switch (BO->getOpcode()) {
6669       case Instruction::SRem:
6670         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
6671         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
6672           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
6673           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
6674             Instruction *NewRem =
6675               BinaryOperator::CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
6676                                          BO->getName());
6677             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
6678             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem, 
6679                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
6680           }
6681         }
6682         break;
6683       case Instruction::Add:
6684         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
6685         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6686           if (BO->hasOneUse())
6687             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6688                                 Subtract(RHS, BOp1C));
6689         } else if (RHSV == 0) {
6690           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
6691           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
6692           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
6693           
6694           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
6695             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
6696           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
6697             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
6698           else if (BO->hasOneUse()) {
6699             Instruction *Neg = BinaryOperator::CreateNeg(BOp1);
6700             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
6701             Neg->takeName(BO);
6702             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
6703           }
6704         }
6705         break;
6706       case Instruction::Xor:
6707         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
6708         // the explicit xor.
6709         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
6710           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
6711                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
6712         
6713         // FALLTHROUGH
6714       case Instruction::Sub:
6715         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
6716         if (RHSV == 0)
6717           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
6718                               BO->getOperand(1));
6719         break;
6720         
6721       case Instruction::Or:
6722         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
6723         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
6724         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
6725           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
6726           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
6727             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
6728                                                              isICMP_NE));
6729         }
6730         break;
6731         
6732       case Instruction::And:
6733         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
6734           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
6735           // comparison can never succeed!
6736           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
6737             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
6738                                                              isICMP_NE));
6739           
6740           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
6741           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
6742             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
6743                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
6744                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
6745           
6746           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
6747           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
6748             Value *X = BO->getOperand(0);
6749             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
6750             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6751               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
6752             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
6753           }
6754           
6755           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
6756           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
6757             Value *X = BO->getOperand(0);
6758             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
6759             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
6760               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
6761             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
6762           }
6763         }
6764       default: break;
6765       }
6766     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
6767       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
6768       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
6769         AddToWorkList(II);
6770         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
6771         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHSV.byteSwap()));
6772         return &ICI;
6773       }
6774     }
6775   } else {  // Not a ICMP_EQ/ICMP_NE
6776             // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
6777             // then since we know the RHS is a constant, try to simlify.
6778     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(LHSI)) {
6779       Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
6780       const Type *SrcTy = CastOp->getType();
6781       uint32_t SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
6782       if (SrcTy->isInteger() && 
6783           SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
6784         // If this is an unsigned comparison, try to make the comparison use
6785         // smaller constant values.
6786         if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSV.isSignBit()) {
6787           // X u< 128 => X s> -1
6788           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CastOp, 
6789                            ConstantInt::get(APInt::getAllOnesValue(SrcTySize)));
6790         } else if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
6791                    RHSV == APInt::getSignedMaxValue(SrcTySize)) {
6792           // X u> 127 => X s< 0
6793           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CastOp, 
6794                               Constant::getNullValue(SrcTy));
6795         }
6796       }
6797     }
6798   }
6799   return 0;
6800 }
6801
6802 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
6803 /// We only handle extending casts so far.
6804 ///
6805 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
6806   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
6807   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
6808   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
6809   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
6810   Value *RHSCIOp;
6811
6812   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
6813   // integer type is the same size as the pointer type.
6814   if (LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
6815       getTargetData().getPointerSizeInBits() == 
6816          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
6817     Value *RHSOp = 0;
6818     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
6819       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
6820     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
6821       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
6822       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
6823       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
6824         RHSOp = InsertBitCastBefore(RHSOp, LHSCIOp->getType(), ICI);
6825     }
6826
6827     if (RHSOp)
6828       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
6829   }
6830   
6831   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
6832   // Enforce this.
6833   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
6834       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
6835     return 0;
6836
6837   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
6838   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
6839
6840   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
6841     // Not an extension from the same type?
6842     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
6843     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
6844       return 0;
6845     
6846     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
6847     // and the other is a zext), then we can't handle this.
6848     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
6849       return 0;
6850
6851     // Deal with equality cases early.
6852     if (ICI.isEquality())
6853       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6854
6855     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
6856     // signed comparison.
6857     if (isSignedCmp && isSignedExt)
6858       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6859
6860     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
6861     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
6862   }
6863
6864   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
6865   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6866   if (!CI)
6867     return 0;
6868
6869   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
6870   // reextended to DestTy.
6871   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
6872   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(), Res1, DestTy);
6873
6874   // If the re-extended constant didn't change...
6875   if (Res2 == CI) {
6876     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
6877     // For example, we might have:
6878     //    %A = sext short %X to uint
6879     //    %B = icmp ugt uint %A, 1330
6880     // It is incorrect to transform this into 
6881     //    %B = icmp ugt short %X, 1330 
6882     // because %A may have negative value. 
6883     //
6884     // However, we allow this when the compare is EQ/NE, because they are
6885     // signless.
6886     if (isSignedExt == isSignedCmp || ICI.isEquality())
6887       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
6888     return 0;
6889   }
6890
6891   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
6892   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
6893
6894   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
6895   // point so handle the ICI.isEquality() cases
6896   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
6897     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
6898   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
6899     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
6900
6901   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
6902   // should have been folded away previously and not enter in here.
6903   Value *Result;
6904   if (isSignedCmp) {
6905     // We're performing a signed comparison.
6906     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
6907       Result = ConstantInt::getFalse();          // X < (small) --> false
6908     else
6909       Result = ConstantInt::getTrue();           // X < (large) --> true
6910   } else {
6911     // We're performing an unsigned comparison.
6912     if (isSignedExt) {
6913       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
6914       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
6915       Constant *NegOne = ConstantInt::getAllOnesValue(SrcTy);
6916       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHSCIOp,
6917                                    NegOne, ICI.getName()), ICI);
6918     } else {
6919       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
6920       Result = ConstantInt::getTrue();
6921     }
6922   }
6923
6924   // Finally, return the value computed.
6925   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
6926       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
6927     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
6928
6929   assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
6930           ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
6931          "ICmp should be folded!");
6932   if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
6933     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
6934   return BinaryOperator::CreateNot(Result);
6935 }
6936
6937 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
6938   return commonShiftTransforms(I);
6939 }
6940
6941 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
6942   return commonShiftTransforms(I);
6943 }
6944
6945 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
6946   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
6947     return R;
6948   
6949   Value *Op0 = I.getOperand(0);
6950   
6951   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
6952   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
6953     if (CSI->isAllOnesValue())
6954       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
6955   
6956   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
6957   if (!isa<VectorType>(I.getType()) &&
6958       MaskedValueIsZero(Op0,
6959                       APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits())))
6960     return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, I.getOperand(1));
6961   
6962   return 0;
6963 }
6964
6965 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
6966   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
6967   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
6968
6969   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
6970   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
6971   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
6972       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
6973     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6974   
6975   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
6976     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
6977       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6978     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
6979       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6980   }
6981   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
6982     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
6983       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
6984     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
6985       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6986   }
6987
6988   // Try to fold constant and into select arguments.
6989   if (isa<Constant>(Op0))
6990     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
6991       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
6992         return R;
6993
6994   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
6995     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
6996       return Res;
6997   return 0;
6998 }
6999
7000 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
7001                                                BinaryOperator &I) {
7002   bool isLeftShift    = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
7003
7004   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
7005   // purpose is to compute bits we don't care about.
7006   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7007   APInt KnownZero(TypeBits, 0), KnownOne(TypeBits, 0);
7008   if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(TypeBits),
7009                            KnownZero, KnownOne))
7010     return &I;
7011   
7012   // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
7013   // of a signed value.
7014   //
7015   if (Op1->uge(TypeBits)) {
7016     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
7017       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
7018     else {
7019       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
7020       return &I;
7021     }
7022   }
7023   
7024   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
7025   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
7026     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
7027       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
7028         return BinaryOperator::CreateMul(BO->getOperand(0),
7029                                          ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
7030   
7031   // Try to fold constant and into select arguments.
7032   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
7033     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7034       return R;
7035   if (isa<PHINode>(Op0))
7036     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
7037       return NV;
7038   
7039   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
7040   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
7041     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
7042     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
7043     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
7044     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
7045     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
7046     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
7047     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
7048         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
7049       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
7050       Constant *ShAmt = ConstantExpr::getZExt(Op1, TrOp->getType());
7051       Instruction *NSh = BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,
7052                                                 I.getName());
7053       InsertNewInstBefore(NSh, I); // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
7054
7055       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
7056       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
7057       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
7058       // other xforms later if dead.
7059       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7060       unsigned DstSize = TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7061       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
7062       
7063       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
7064       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
7065       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
7066       // mask as appropriate.
7067       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
7068         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
7069       else {
7070         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
7071         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
7072       }
7073
7074       Instruction *And = BinaryOperator::CreateAnd(NSh, ConstantInt::get(MaskV),
7075                                                    TI->getName());
7076       InsertNewInstBefore(And, I); // shift1 & 0x00FF
7077
7078       // Return the value truncated to the interesting size.
7079       return new TruncInst(And, I.getType());
7080     }
7081   }
7082   
7083   if (Op0->hasOneUse()) {
7084     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
7085       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7086       Value *V1, *V2;
7087       ConstantInt *CC;
7088       switch (Op0BO->getOpcode()) {
7089         default: break;
7090         case Instruction::Add:
7091         case Instruction::And:
7092         case Instruction::Or:
7093         case Instruction::Xor: {
7094           // These operators commute.
7095           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7096           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
7097               match(Op0BO->getOperand(1), m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)))){
7098             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7099                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
7100                                             Op0BO->getName());
7101             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7102             Instruction *X = 
7103               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
7104                                      Op0BO->getOperand(1)->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 (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
7112           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
7113           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
7114               match(Op0BOOp1, 
7115                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)),
7116                           m_ConstantInt(CC))) &&
7117               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7118             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7119                                                      Op0BO->getOperand(0), 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(), YS, XM);
7128           }
7129         }
7130           
7131         // FALL THROUGH.
7132         case Instruction::Sub: {
7133           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7134           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7135               match(Op0BO->getOperand(0), m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)))){
7136             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7137                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7138                                                      Op0BO->getName());
7139             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7140             Instruction *X =
7141               BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
7142                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
7143             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
7144             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7145             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(
7146                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7147           }
7148           
7149           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
7150           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7151               match(Op0BO->getOperand(0),
7152                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
7153                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
7154               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
7155                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7156             Instruction *YS = BinaryOperator::CreateShl(
7157                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
7158                                                      Op0BO->getName());
7159             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
7160             Instruction *XM =
7161               BinaryOperator::CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
7162                                         V1->getName()+".mask");
7163             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
7164             
7165             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
7166           }
7167           
7168           break;
7169         }
7170       }
7171       
7172       
7173       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
7174       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
7175       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
7176         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
7177         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
7178         
7179         switch (Op0BO->getOpcode()) {
7180           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
7181           case Instruction::Add:
7182             isValid = isLeftShift;
7183             break;
7184           case Instruction::Or:
7185           case Instruction::Xor:
7186             highBitSet = false;
7187             break;
7188           case Instruction::And:
7189             highBitSet = true;
7190             break;
7191         }
7192         
7193         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
7194         // by the logical operation, do not perform the transformation.
7195         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
7196         // the constant which would cause it to be modified for this
7197         // operation.
7198         //
7199         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
7200           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
7201         
7202         if (isValid) {
7203           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
7204           
7205           Instruction *NewShift =
7206             BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
7207           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
7208           NewShift->takeName(Op0BO);
7209           
7210           return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
7211                                         NewRHS);
7212         }
7213       }
7214     }
7215   }
7216   
7217   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
7218   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
7219   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
7220     ShiftOp = 0;
7221   
7222   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
7223     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
7224     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
7225     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7226     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
7227     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
7228     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
7229     
7230     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
7231     if (AmtSum > TypeBits)
7232       AmtSum = TypeBits;
7233     
7234     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
7235     
7236     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
7237     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
7238       return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), X,
7239                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7240     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
7241                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
7242       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
7243       return BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7244     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
7245                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7246       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
7247       Instruction *Shift =
7248         BinaryOperator::CreateAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7249       InsertNewInstBefore(Shift, I);
7250
7251       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7252       return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7253     }
7254     
7255     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
7256     // right.  See if the amounts are equal.
7257     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
7258       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
7259       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7260         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7261         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
7262       }
7263       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
7264       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7265         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7266         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
7267       }
7268       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
7269       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
7270       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
7271       // generators.
7272       const Type *SExtType = 0;
7273       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
7274       case 1  :
7275       case 8  :
7276       case 16 :
7277       case 32 :
7278       case 64 :
7279       case 128:
7280         SExtType = IntegerType::get(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
7281         break;
7282       default: break;
7283       }
7284       if (SExtType) {
7285         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
7286         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
7287         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
7288       }
7289       // Otherwise, we can't handle it yet.
7290     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
7291       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
7292       
7293       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
7294       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7295         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7296                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7297         Instruction *Shift =
7298           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7299         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7300         
7301         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7302         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7303       }
7304       
7305       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
7306       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7307         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7308         Instruction *Shift =
7309           BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7310         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7311         
7312         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7313         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7314       }
7315       
7316       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
7317     } else {
7318       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
7319       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
7320
7321       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
7322       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7323         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7324                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7325         Instruction *Shift =
7326           BinaryOperator::Create(ShiftOp->getOpcode(), X,
7327                                  ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7328         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7329         
7330         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7331         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7332       }
7333       
7334       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
7335       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7336         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7337         Instruction *Shift =
7338           BinaryOperator::CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7339         InsertNewInstBefore(Shift, I);
7340         
7341         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7342         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
7343       }
7344       
7345       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
7346     }
7347   }
7348   return 0;
7349 }
7350
7351
7352 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
7353 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
7354 /// X*Scale+Offset.
7355 ///
7356 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
7357                                         int &Offset) {
7358   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
7359   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
7360     Offset = CI->getZExtValue();
7361     Scale  = 0;
7362     return ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
7363   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
7364     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7365       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
7366         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
7367         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
7368         Offset = 0;
7369         return I->getOperand(0);
7370       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
7371         // This value is scaled by 'RHS'.
7372         Scale = RHS->getZExtValue();
7373         Offset = 0;
7374         return I->getOperand(0);
7375       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
7376         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
7377         // where C1 is divisible by C2.
7378         unsigned SubScale;
7379         Value *SubVal = 
7380           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
7381         Offset += RHS->getZExtValue();
7382         Scale = SubScale;
7383         return SubVal;
7384       }
7385     }
7386   }
7387
7388   // Otherwise, we can't look past this.
7389   Scale = 1;
7390   Offset = 0;
7391   return Val;
7392 }
7393
7394
7395 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
7396 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
7397 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
7398                                                    AllocationInst &AI) {
7399   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
7400   
7401   // Remove any uses of AI that are dead.
7402   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
7403   
7404   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
7405     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
7406     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
7407       while (UI != E && *UI == User)
7408         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
7409       
7410       ++NumDeadInst;
7411       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
7412       EraseInstFromFunction(*User);
7413     }
7414   }
7415   
7416   // Get the type really allocated and the type casted to.
7417   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
7418   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
7419   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
7420
7421   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
7422   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
7423   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
7424
7425   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
7426   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
7427   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
7428   if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
7429
7430   uint64_t AllocElTySize = TD->getABITypeSize(AllocElTy);
7431   uint64_t CastElTySize = TD->getABITypeSize(CastElTy);
7432   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
7433
7434   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
7435   // size argument.
7436   unsigned ArraySizeScale;
7437   int ArrayOffset;
7438   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
7439     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
7440  
7441   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
7442   // do the xform.
7443   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
7444       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
7445
7446   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
7447   Value *Amt = 0;
7448   if (Scale == 1) {
7449     Amt = NumElements;
7450   } else {
7451     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
7452     Amt = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Scale);
7453     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
7454       Amt = Multiply(cast<ConstantInt>(NumElements), cast<ConstantInt>(Amt));
7455     // otherwise multiply the amount and the number of elements
7456     else if (Scale != 1) {
7457       Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateMul(Amt, NumElements, "tmp");
7458       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7459     }
7460   }
7461   
7462   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
7463     Value *Off = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Offset, true);
7464     Instruction *Tmp = BinaryOperator::CreateAdd(Amt, Off, "tmp");
7465     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
7466   }
7467   
7468   AllocationInst *New;
7469   if (isa<MallocInst>(AI))
7470     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7471   else
7472     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
7473   InsertNewInstBefore(New, AI);
7474   New->takeName(&AI);
7475   
7476   // If the allocation has multiple uses, insert a cast and change all things
7477   // that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it will
7478   // die soon.
7479   if (!AI.hasOneUse()) {
7480     AddUsesToWorkList(AI);
7481     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
7482     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
7483     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
7484     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
7485     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
7486   }
7487   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
7488 }
7489
7490 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
7491 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
7492 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
7493 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
7494 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
7495 ///
7496 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
7497 /// extension operation if Ty is larger.
7498 ///
7499 /// If CastOpc is a truncation, then Ty will be a type smaller than V.  We
7500 /// should return true if trunc(V) can be computed by computing V in the smaller
7501 /// type.  If V is an instruction, then trunc(inst(x,y)) can be computed as
7502 /// inst(trunc(x),trunc(y)), which only makes sense if x and y can be
7503 /// efficiently truncated.
7504 ///
7505 /// If CastOpc is a sext or zext, we are asking if the low bits of the value can
7506 /// bit computed in a larger type, which is then and'd or sext_in_reg'd to get
7507 /// the final result.
7508 bool InstCombiner::CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
7509                                               unsigned CastOpc,
7510                                               int &NumCastsRemoved) {
7511   // We can always evaluate constants in another type.
7512   if (isa<ConstantInt>(V))
7513     return true;
7514   
7515   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
7516   if (!I) return false;
7517   
7518   const IntegerType *OrigTy = cast<IntegerType>(V->getType());
7519   
7520   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
7521   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
7522     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
7523     // it, and this will remove a cast overall.
7524     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
7525       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
7526       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
7527       // casts first.
7528       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)) && I->hasOneUse())
7529         ++NumCastsRemoved;
7530       return true;
7531     }
7532   }
7533
7534   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
7535   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
7536   if (!I->hasOneUse()) return false;
7537
7538   switch (I->getOpcode()) {
7539   case Instruction::Add:
7540   case Instruction::Sub:
7541   case Instruction::Mul:
7542   case Instruction::And:
7543   case Instruction::Or:
7544   case Instruction::Xor:
7545     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
7546     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7547                                       NumCastsRemoved) &&
7548            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
7549                                       NumCastsRemoved);
7550
7551   case Instruction::Shl:
7552     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
7553     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
7554     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7555       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
7556       if (BitWidth < OrigTy->getBitWidth() && 
7557           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
7558         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7559                                           NumCastsRemoved);
7560     }
7561     break;
7562   case Instruction::LShr:
7563     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
7564     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
7565     // already zeros.
7566     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7567       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getBitWidth();
7568       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
7569       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
7570           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
7571             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
7572           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
7573         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
7574                                           NumCastsRemoved);
7575       }
7576     }
7577     break;
7578   case Instruction::ZExt:
7579   case Instruction::SExt:
7580   case Instruction::Trunc:
7581     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
7582     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
7583     // of casts in the input.
7584     if (I->getOpcode() == CastOpc)
7585       return true;
7586     break;
7587   case Instruction::Select: {
7588     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
7589     return CanEvaluateInDifferentType(SI->getTrueValue(), Ty, CastOpc,
7590                                       NumCastsRemoved) &&
7591            CanEvaluateInDifferentType(SI->getFalseValue(), Ty, CastOpc,
7592                                       NumCastsRemoved);
7593   }
7594   case Instruction::PHI: {
7595     // We can change a phi if we can change all operands.
7596     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
7597     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
7598       if (!CanEvaluateInDifferentType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CastOpc,
7599                                       NumCastsRemoved))
7600         return false;
7601     return true;
7602   }
7603   default:
7604     // TODO: Can handle more cases here.
7605     break;
7606   }
7607   
7608   return false;
7609 }
7610
7611 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
7612 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
7613 /// evaluate the expression.
7614 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
7615                                              bool isSigned) {
7616   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
7617     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
7618
7619   // Otherwise, it must be an instruction.
7620   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
7621   Instruction *Res = 0;
7622   switch (I->getOpcode()) {
7623   case Instruction::Add:
7624   case Instruction::Sub:
7625   case Instruction::Mul:
7626   case Instruction::And:
7627   case Instruction::Or:
7628   case Instruction::Xor:
7629   case Instruction::AShr:
7630   case Instruction::LShr:
7631   case Instruction::Shl: {
7632     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
7633     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
7634     Res = BinaryOperator::Create((Instruction::BinaryOps)I->getOpcode(),
7635                                  LHS, RHS);
7636     break;
7637   }    
7638   case Instruction::Trunc:
7639   case Instruction::ZExt:
7640   case Instruction::SExt:
7641     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
7642     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
7643     // new.
7644     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
7645       return I->getOperand(0);
7646     
7647     // Otherwise, must be the same type of cast, so just reinsert a new one.
7648     Res = CastInst::Create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
7649                            Ty);
7650     break;
7651   case Instruction::Select: {
7652     Value *True = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
7653     Value *False = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(2), Ty, isSigned);
7654     Res = SelectInst::Create(I->getOperand(0), True, False);
7655     break;
7656   }
7657   case Instruction::PHI: {
7658     PHINode *OPN = cast<PHINode>(I);
7659     PHINode *NPN = PHINode::Create(Ty);
7660     for (unsigned i = 0, e = OPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
7661       Value *V =EvaluateInDifferentType(OPN->getIncomingValue(i), Ty, isSigned);
7662       NPN->addIncoming(V, OPN->getIncomingBlock(i));
7663     }
7664     Res = NPN;
7665     break;
7666   }
7667   default: 
7668     // TODO: Can handle more cases here.
7669     assert(0 && "Unreachable!");
7670     break;
7671   }
7672   
7673   Res->takeName(I);
7674   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
7675 }
7676
7677 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
7678 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
7679   Value *Src = CI.getOperand(0);
7680
7681   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
7682   // eliminate it now.
7683   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
7684     if (Instruction::CastOps opc = 
7685         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
7686       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
7687       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
7688       return CastInst::Create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
7689     }
7690   }
7691
7692   // If we are casting a select then fold the cast into the select
7693   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
7694     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
7695       return NV;
7696
7697   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
7698   if (isa<PHINode>(Src))
7699     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
7700       return NV;
7701   
7702   return 0;
7703 }
7704
7705 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
7706 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
7707   Value *Src = CI.getOperand(0);
7708   
7709   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
7710     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
7711     // this into a cast of the original pointer!
7712     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
7713       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
7714       // here because the pointer operand is being replaced with another 
7715       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
7716       AddToWorkList(GEP);
7717       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
7718       return &CI;
7719     }
7720     
7721     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
7722     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
7723     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
7724     // non-type-safe code.
7725     if (GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
7726       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
7727         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
7728         ConstantInt *OffsetV = cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
7729         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
7730         
7731         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
7732         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
7733         const Type *GEPIdxTy =
7734           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
7735         if (GEPIdxTy->isSized()) {
7736           SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
7737           
7738           // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
7739           // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
7740           // is something like [0 x {int, int}]
7741           const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
7742           int64_t FirstIdx = 0;
7743           if (int64_t TySize = TD->getABITypeSize(GEPIdxTy)) {
7744             FirstIdx = Offset/TySize;
7745             Offset %= TySize;
7746           
7747             // Handle silly modulus not returning values values [0..TySize).
7748             if (Offset < 0) {
7749               --FirstIdx;
7750               Offset += TySize;
7751               assert(Offset >= 0);
7752             }
7753             assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize &&"Out of range offset");
7754           }
7755           
7756           NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
7757
7758           // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
7759           while (Offset) {
7760             if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(GEPIdxTy)) {
7761               const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
7762               if (Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes()) {
7763                 unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
7764                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt));
7765               
7766                 Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
7767                 GEPIdxTy = STy->getElementType(Elt);
7768               } else {
7769                 // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7770                 Offset = 0;
7771                 OrigBase = 0;
7772               }
7773             } else if (isa<ArrayType>(GEPIdxTy) || isa<VectorType>(GEPIdxTy)) {
7774               const SequentialType *STy = cast<SequentialType>(GEPIdxTy);
7775               if (uint64_t EltSize = TD->getABITypeSize(STy->getElementType())){
7776                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
7777                 Offset %= EltSize;
7778               } else {
7779                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, 0));
7780               }
7781               GEPIdxTy = STy->getElementType();
7782             } else {
7783               // Otherwise, we can't index into this, bail out.
7784               Offset = 0;
7785               OrigBase = 0;
7786             }
7787           }
7788           if (OrigBase) {
7789             // If we were able to index down into an element, create the GEP
7790             // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
7791             // two.
7792             Instruction *NGEP = GetElementPtrInst::Create(OrigBase, 
7793                                                           NewIndices.begin(),
7794                                                           NewIndices.end(), "");
7795             InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
7796             NGEP->takeName(GEP);
7797             
7798             if (isa<BitCastInst>(CI))
7799               return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
7800             assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
7801             return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
7802           }
7803         }
7804       }      
7805     }
7806   }
7807     
7808   return commonCastTransforms(CI);
7809 }
7810
7811
7812
7813 /// Only the TRUNC, ZEXT, SEXT, and BITCAST can both operand and result as
7814 /// integer types. This function implements the common transforms for all those
7815 /// cases.
7816 /// @brief Implement the transforms common to CastInst with integer operands
7817 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
7818   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
7819     return Result;
7820
7821   Value *Src = CI.getOperand(0);
7822   const Type *SrcTy = Src->getType();
7823   const Type *DestTy = CI.getType();
7824   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
7825   uint32_t DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
7826
7827   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
7828   // purpose is to compute bits we don't care about.
7829   APInt KnownZero(DestBitSize, 0), KnownOne(DestBitSize, 0);
7830   if (SimplifyDemandedBits(&CI, APInt::getAllOnesValue(DestBitSize),
7831                            KnownZero, KnownOne))
7832     return &CI;
7833
7834   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
7835   // can't do anything more. 
7836   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
7837   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
7838     return 0;
7839
7840   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
7841   int NumCastsRemoved = 0;
7842   if (!isa<BitCastInst>(CI) &&
7843       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, cast<IntegerType>(DestTy),
7844                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
7845     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
7846     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
7847     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
7848     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
7849     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
7850     // require that two casts have been eliminated.
7851     bool DoXForm;
7852     switch (CI.getOpcode()) {
7853     default:
7854       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
7855       // get here because of the check above.
7856       assert(0 && "Unknown cast type");
7857     case Instruction::Trunc:
7858       DoXForm = true;
7859       break;
7860     case Instruction::ZExt:
7861       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
7862       break;
7863     case Instruction::SExt:
7864       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
7865       break;
7866     }
7867     
7868     if (DoXForm) {
7869       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
7870                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
7871       assert(Res->getType() == DestTy);
7872       switch (CI.getOpcode()) {
7873       default: assert(0 && "Unknown cast type!");
7874       case Instruction::Trunc:
7875       case Instruction::BitCast:
7876         // Just replace this cast with the result.
7877         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
7878       case Instruction::ZExt: {
7879         // We need to emit an AND to clear the high bits.
7880         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
7881         Constant *C = ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
7882                                                             SrcBitSize));
7883         return BinaryOperator::CreateAnd(Res, C);
7884       }
7885       case Instruction::SExt:
7886         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
7887         return CastInst::Create(Instruction::SExt,
7888             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
7889                              CI), DestTy);
7890       }
7891     }
7892   }
7893   
7894   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
7895   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
7896
7897   switch (SrcI->getOpcode()) {
7898   case Instruction::Add:
7899   case Instruction::Mul:
7900   case Instruction::And:
7901   case Instruction::Or:
7902   case Instruction::Xor:
7903     // If we are discarding information, rewrite.
7904     if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
7905       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7906       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7907       // only be converting signedness, which is a noop.
7908       if (DestBitSize == SrcBitSize || 
7909           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy,TD) ||
7910           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7911         Instruction::CastOps opcode = CI.getOpcode();
7912         Value *Op0c = InsertCastBefore(opcode, Op0, DestTy, *SrcI);
7913         Value *Op1c = InsertCastBefore(opcode, Op1, DestTy, *SrcI);
7914         return BinaryOperator::Create(
7915             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7916       }
7917     }
7918
7919     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
7920     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
7921         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
7922         Op1 == ConstantInt::getTrue() &&
7923         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
7924       Value *New = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, CI);
7925       return BinaryOperator::CreateXor(New, ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
7926     }
7927     break;
7928   case Instruction::SDiv:
7929   case Instruction::UDiv:
7930   case Instruction::SRem:
7931   case Instruction::URem:
7932     // If we are just changing the sign, rewrite.
7933     if (DestBitSize == SrcBitSize) {
7934       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
7935       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
7936       // only be converting signedness, which is a noop.
7937       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) || 
7938           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
7939         Value *Op0c = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, 
7940                                        Op0, DestTy, *SrcI);
7941         Value *Op1c = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, 
7942                                        Op1, DestTy, *SrcI);
7943         return BinaryOperator::Create(
7944           cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
7945       }
7946     }
7947     break;
7948
7949   case Instruction::Shl:
7950     // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow 
7951     // changing the size of the shift, UNLESS the shift amount is a 
7952     // constant.  We must not change variable sized shifts to a smaller 
7953     // size, because it is undefined to shift more bits out than exist 
7954     // in the value.
7955     if (DestBitSize == SrcBitSize ||
7956         (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
7957       Instruction::CastOps opcode = (DestBitSize == SrcBitSize ?
7958           Instruction::BitCast : Instruction::Trunc);
7959       Value *Op0c = InsertCastBefore(opcode, Op0, DestTy, *SrcI);
7960       Value *Op1c = InsertCastBefore(opcode, Op1, DestTy, *SrcI);
7961       return BinaryOperator::CreateShl(Op0c, Op1c);
7962     }
7963     break;
7964   case Instruction::AShr:
7965     // If this is a signed shr, and if all bits shifted in are about to be
7966     // truncated off, turn it into an unsigned shr to allow greater
7967     // simplifications.
7968     if (DestBitSize < SrcBitSize &&
7969         isa<ConstantInt>(Op1)) {
7970       uint32_t ShiftAmt = cast<ConstantInt>(Op1)->getLimitedValue(SrcBitSize);
7971       if (SrcBitSize > ShiftAmt && SrcBitSize-ShiftAmt >= DestBitSize) {
7972         // Insert the new logical shift right.
7973         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, Op1);
7974       }
7975     }
7976     break;
7977   }
7978   return 0;
7979 }
7980
7981 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
7982   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7983     return Result;
7984   
7985   Value *Src = CI.getOperand(0);
7986   const Type *Ty = CI.getType();
7987   uint32_t DestBitWidth = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
7988   uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
7989   
7990   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src)) {
7991     switch (SrcI->getOpcode()) {
7992     default: break;
7993     case Instruction::LShr:
7994       // We can shrink lshr to something smaller if we know the bits shifted in
7995       // are already zeros.
7996       if (ConstantInt *ShAmtV = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1))) {
7997         uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
7998         
7999         // Get a mask for the bits shifting in.
8000         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
8001         Value* SrcIOp0 = SrcI->getOperand(0);
8002         if (SrcI->hasOneUse() && MaskedValueIsZero(SrcIOp0, Mask)) {
8003           if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
8004             return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
8005
8006           // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
8007           // shift.
8008           Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcIOp0, Ty, CI);
8009           Value *V2 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcI->getOperand(1),
8010                                        Ty, CI);
8011           return BinaryOperator::CreateLShr(V1, V2);
8012         }
8013       } else {     // This is a variable shr.
8014         
8015         // Turn 'trunc (lshr X, Y) to bool' into '(X & (1 << Y)) != 0'.  This is
8016         // more LLVM instructions, but allows '1 << Y' to be hoisted if
8017         // loop-invariant and CSE'd.
8018         if (CI.getType() == Type::Int1Ty && SrcI->hasOneUse()) {
8019           Value *One = ConstantInt::get(SrcI->getType(), 1);
8020
8021           Value *V = InsertNewInstBefore(
8022               BinaryOperator::CreateShl(One, SrcI->getOperand(1),
8023                                      "tmp"), CI);
8024           V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAnd(V,
8025                                                             SrcI->getOperand(0),
8026                                                             "tmp"), CI);
8027           Value *Zero = Constant::getNullValue(V->getType());
8028           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, Zero);
8029         }
8030       }
8031       break;
8032     }
8033   }
8034   
8035   return 0;
8036 }
8037
8038 /// transformZExtICmp - Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations
8039 /// in order to eliminate the icmp.
8040 Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
8041                                              bool DoXform) {
8042   // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8043   // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8044   // cast to integer to avoid the comparison.
8045   if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
8046     const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
8047       
8048     // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
8049     // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
8050     if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8051         (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())) {
8052       if (!DoXform) return ICI;
8053
8054       Value *In = ICI->getOperand(0);
8055       Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
8056                                    In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
8057       In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In, Sh,
8058                                                         In->getName()+".lobit"),
8059                                CI);
8060       if (In->getType() != CI.getType())
8061         In = CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(),
8062                                          false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
8063
8064       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
8065         Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8066         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateXor(In, One,
8067                                                          In->getName()+".not"),
8068                                  CI);
8069       }
8070
8071       return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8072     }
8073       
8074       
8075       
8076     // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8077     // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8078     // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8079     // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8080     // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8081     // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8082     // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8083     // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8084     if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
8085         // This only works for EQ and NE
8086         ICI->isEquality()) {
8087       // If Op1C some other power of two, convert:
8088       uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
8089       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
8090       APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
8091       ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
8092         
8093       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
8094       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
8095         if (!DoXform) return ICI;
8096
8097         bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8098         if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
8099           // (X&4) == 2 --> false
8100           // (X&4) != 2 --> true
8101           Constant *Res = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, isNE);
8102           Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
8103           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8104         }
8105           
8106         uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
8107         Value *In = ICI->getOperand(0);
8108         if (ShiftAmt) {
8109           // Perform a logical shr by shiftamt.
8110           // Insert the shift to put the result in the low bit.
8111           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateLShr(In,
8112                                   ConstantInt::get(In->getType(), ShiftAmt),
8113                                                    In->getName()+".lobit"), CI);
8114         }
8115           
8116         if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
8117           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8118           In = BinaryOperator::CreateXor(In, One, "tmp");
8119           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
8120         }
8121           
8122         if (CI.getType() == In->getType())
8123           return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8124         else
8125           return CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8126       }
8127     }
8128   }
8129
8130   return 0;
8131 }
8132
8133 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
8134   // If one of the common conversion will work ..
8135   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8136     return Result;
8137
8138   Value *Src = CI.getOperand(0);
8139
8140   // If this is a cast of a cast
8141   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8142     // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
8143     // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
8144     // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
8145     if (isa<TruncInst>(CSrc)) {
8146       // Get the sizes of the types involved
8147       Value *A = CSrc->getOperand(0);
8148       uint32_t SrcSize = A->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8149       uint32_t MidSize = CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8150       uint32_t DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8151       // If we're actually extending zero bits and the trunc is a no-op
8152       if (MidSize < DstSize && SrcSize == DstSize) {
8153         // Replace both of the casts with an And of the type mask.
8154         APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8155         Constant *AndConst = ConstantInt::get(AndValue);
8156         Instruction *And = 
8157           BinaryOperator::CreateAnd(CSrc->getOperand(0), AndConst);
8158         // Unfortunately, if the type changed, we need to cast it back.
8159         if (And->getType() != CI.getType()) {
8160           And->setName(CSrc->getName()+".mask");
8161           InsertNewInstBefore(And, CI);
8162           And = CastInst::CreateIntegerCast(And, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8163         }
8164         return And;
8165       }
8166     }
8167   }
8168
8169   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src))
8170     return transformZExtICmp(ICI, CI);
8171
8172   BinaryOperator *SrcI = dyn_cast<BinaryOperator>(Src);
8173   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Or) {
8174     // zext (or icmp, icmp) --> or (zext icmp), (zext icmp) if at least one
8175     // of the (zext icmp) will be transformed.
8176     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(0));
8177     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(1));
8178     if (LHS && RHS && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
8179         (transformZExtICmp(LHS, CI, false) ||
8180          transformZExtICmp(RHS, CI, false))) {
8181       Value *LCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, LHS, CI.getType(), CI);
8182       Value *RCast = InsertCastBefore(Instruction::ZExt, RHS, CI.getType(), CI);
8183       return BinaryOperator::Create(Instruction::Or, LCast, RCast);
8184     }
8185   }
8186
8187   return 0;
8188 }
8189
8190 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
8191   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
8192     return I;
8193   
8194   Value *Src = CI.getOperand(0);
8195   
8196   // Canonicalize sign-extend from i1 to a select.
8197   if (Src->getType() == Type::Int1Ty)
8198     return SelectInst::Create(Src,
8199                               ConstantInt::getAllOnesValue(CI.getType()),
8200                               Constant::getNullValue(CI.getType()));
8201
8202   // See if the value being truncated is already sign extended.  If so, just
8203   // eliminate the trunc/sext pair.
8204   if (getOpcode(Src) == Instruction::Trunc) {
8205     Value *Op = cast<User>(Src)->getOperand(0);
8206     unsigned OpBits   = cast<IntegerType>(Op->getType())->getBitWidth();
8207     unsigned MidBits  = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
8208     unsigned DestBits = cast<IntegerType>(CI.getType())->getBitWidth();
8209     unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op);
8210
8211     if (OpBits == DestBits) {
8212       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 24 sign
8213       // bits, it is already ready.
8214       if (NumSignBits > DestBits-MidBits)
8215         return ReplaceInstUsesWith(CI, Op);
8216     } else if (OpBits < DestBits) {
8217       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i64.  If Op has more than 24 sign
8218       // bits, just sext from i32.
8219       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8220         return new SExtInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8221     } else {
8222       // Op is i64, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 56 sign
8223       // bits, just truncate to i32.
8224       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8225         return new TruncInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8226     }
8227   }
8228
8229   // If the input is a shl/ashr pair of a same constant, then this is a sign
8230   // extension from a smaller value.  If we could trust arbitrary bitwidth
8231   // integers, we could turn this into a truncate to the smaller bit and then
8232   // use a sext for the whole extension.  Since we don't, look deeper and check
8233   // for a truncate.  If the source and dest are the same type, eliminate the
8234   // trunc and extend and just do shifts.  For example, turn:
8235   //   %a = trunc i32 %i to i8
8236   //   %b = shl i8 %a, 6
8237   //   %c = ashr i8 %b, 6
8238   //   %d = sext i8 %c to i32
8239   // into:
8240   //   %a = shl i32 %i, 30
8241   //   %d = ashr i32 %a, 30
8242   Value *A = 0;
8243   ConstantInt *BA = 0, *CA = 0;
8244   if (match(Src, m_AShr(m_Shl(m_Value(A), m_ConstantInt(BA)),
8245                         m_ConstantInt(CA))) &&
8246       BA == CA && isa<TruncInst>(A)) {
8247     Value *I = cast<TruncInst>(A)->getOperand(0);
8248     if (I->getType() == CI.getType()) {
8249       unsigned MidSize = Src->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8250       unsigned SrcDstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8251       unsigned ShAmt = CA->getZExtValue()+SrcDstSize-MidSize;
8252       Constant *ShAmtV = ConstantInt::get(CI.getType(), ShAmt);
8253       I = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateShl(I, ShAmtV,
8254                                                         CI.getName()), CI);
8255       return BinaryOperator::CreateAShr(I, ShAmtV);
8256     }
8257   }
8258   
8259   return 0;
8260 }
8261
8262 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
8263 /// in the specified FP type without changing its value.
8264 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem) {
8265   bool losesInfo;
8266   APFloat F = CFP->getValueAPF();
8267   (void)F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &losesInfo);
8268   if (!losesInfo)
8269     return ConstantFP::get(F);
8270   return 0;
8271 }
8272
8273 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
8274 /// through it until we get the source value.
8275 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V) {
8276   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
8277     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
8278       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0));
8279   
8280   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
8281   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
8282   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
8283   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
8284     if (CFP->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
8285       return V;  // No constant folding of this.
8286     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
8287     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle))
8288       return V;
8289     if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
8290       return V;  // Won't shrink.
8291     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble))
8292       return V;
8293     // Don't try to shrink to various long double types.
8294   }
8295   
8296   return V;
8297 }
8298
8299 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
8300   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8301     return I;
8302   
8303   // If we have fptrunc(add (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
8304   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
8305   // the add as the smaller type.  This applies to add/sub/mul/div as well as
8306   // many builtins (sqrt, etc).
8307   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
8308   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
8309     switch (OpI->getOpcode()) {
8310     default: break;
8311     case Instruction::Add:
8312     case Instruction::Sub:
8313     case Instruction::Mul:
8314     case Instruction::FDiv:
8315     case Instruction::FRem:
8316       const Type *SrcTy = OpI->getType();
8317       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0));
8318       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1));
8319       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
8320           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
8321         unsigned DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8322         // If the source types were both smaller than the destination type of
8323         // the cast, do this xform.
8324         if (LHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize &&
8325             RHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize) {
8326           LHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, LHSTrunc,
8327                                       CI.getType(), CI);
8328           RHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, RHSTrunc,
8329                                       CI.getType(), CI);
8330           return BinaryOperator::Create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
8331         }
8332       }
8333       break;  
8334     }
8335   }
8336   return 0;
8337 }
8338
8339 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
8340   return commonCastTransforms(CI);
8341 }
8342
8343 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(FPToUIInst &FI) {
8344   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8345   if (OpI == 0)
8346     return commonCastTransforms(FI);
8347
8348   // fptoui(uitofp(X)) --> X
8349   // fptoui(sitofp(X)) --> X
8350   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8351   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8352   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8353   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8354   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8355       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8356       (int)FI.getType()->getPrimitiveSizeInBits() < /*extra bit for sign */
8357                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8358     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8359
8360   return commonCastTransforms(FI);
8361 }
8362
8363 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(FPToSIInst &FI) {
8364   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8365   if (OpI == 0)
8366     return commonCastTransforms(FI);
8367   
8368   // fptosi(sitofp(X)) --> X
8369   // fptosi(uitofp(X)) --> X
8370   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8371   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8372   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8373   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8374   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8375       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8376       (int)FI.getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= 
8377                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8378     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8379   
8380   return commonCastTransforms(FI);
8381 }
8382
8383 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
8384   return commonCastTransforms(CI);
8385 }
8386
8387 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
8388   return commonCastTransforms(CI);
8389 }
8390
8391 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(CastInst &CI) {
8392   return commonPointerCastTransforms(CI);
8393 }
8394
8395 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
8396   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8397     return I;
8398   
8399   const Type *DestPointee = cast<PointerType>(CI.getType())->getElementType();
8400   if (!DestPointee->isSized()) return 0;
8401
8402   // If this is inttoptr(add (ptrtoint x), cst), try to turn this into a GEP.
8403   ConstantInt *Cst;
8404   Value *X;
8405   if (match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Cast<PtrToIntInst>(m_Value(X)),
8406                                     m_ConstantInt(Cst)))) {
8407     // If the source and destination operands have the same type, see if this
8408     // is a single-index GEP.
8409     if (X->getType() == CI.getType()) {
8410       // Get the size of the pointee type.
8411       uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
8412
8413       // Convert the constant to intptr type.
8414       APInt Offset = Cst->getValue();
8415       Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
8416
8417       // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
8418       if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
8419         Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
8420         return GetElementPtrInst::Create(X, ConstantInt::get(Offset));
8421       }
8422     }
8423     // TODO: Could handle other cases, e.g. where add is indexing into field of
8424     // struct etc.
8425   } else if (CI.getOperand(0)->hasOneUse() &&
8426              match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst)))) {
8427     // Otherwise, if this is inttoptr(add x, cst), try to turn this into an
8428     // "inttoptr+GEP" instead of "add+intptr".
8429     
8430     // Get the size of the pointee type.
8431     uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
8432     
8433     // Convert the constant to intptr type.
8434     APInt Offset = Cst->getValue();
8435     Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
8436     
8437     // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
8438     if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
8439       Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
8440       
8441       Instruction *P = InsertNewInstBefore(new IntToPtrInst(X, CI.getType(),
8442                                                             "tmp"), CI);
8443       return GetElementPtrInst::Create(P, ConstantInt::get(Offset), "tmp");
8444     }
8445   }
8446   return 0;
8447 }
8448
8449 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
8450   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
8451   // otherwise just apply the common ones.
8452   Value *Src = CI.getOperand(0);
8453   const Type *SrcTy = Src->getType();
8454   const Type *DestTy = CI.getType();
8455
8456   if (SrcTy->isInteger() && DestTy->isInteger()) {
8457     if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8458       return Result;
8459   } else if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
8460     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
8461       return I;
8462   } else {
8463     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8464       return Result;
8465   }
8466
8467
8468   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
8469   // be replaced by the operand.
8470   if (DestTy == Src->getType())
8471     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
8472
8473   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
8474     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
8475     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
8476     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
8477     
8478     // If the address spaces don't match, don't eliminate the bitcast, which is
8479     // required for changing types.
8480     if (SrcPTy->getAddressSpace() != DstPTy->getAddressSpace())
8481       return 0;
8482     
8483     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
8484     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
8485     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
8486       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
8487         return V;
8488     
8489     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
8490     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
8491     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
8492     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8493     unsigned NumZeros = 0;
8494     while (SrcElTy != DstElTy && 
8495            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
8496            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
8497       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
8498       ++NumZeros;
8499     }
8500
8501     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
8502     if (SrcElTy == DstElTy) {
8503       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
8504       return GetElementPtrInst::Create(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "", 
8505                                        ((Instruction*) NULL));
8506     }
8507   }
8508
8509   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
8510     if (SVI->hasOneUse()) {
8511       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
8512       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
8513       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
8514           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
8515                 SVI->getType()->getNumElements() &&
8516           SVI->getType()->getNumElements() ==
8517             cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements()) {
8518         CastInst *Tmp;
8519         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
8520         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
8521         // us to eliminate at least one cast.
8522         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
8523              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
8524             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
8525              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
8526           Value *LHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
8527                                         SVI->getOperand(0), DestTy, CI);
8528           Value *RHS = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
8529                                         SVI->getOperand(1), DestTy, CI);
8530           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
8531           // know the vector types match #elts.
8532           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
8533         }
8534       }
8535     }
8536   }
8537   return 0;
8538 }
8539
8540 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
8541 ///   %C = or %A, %B
8542 ///   %D = select %cond, %C, %A
8543 /// into:
8544 ///   %C = select %cond, %B, 0
8545 ///   %D = or %A, %C
8546 ///
8547 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
8548 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
8549 /// equal the other incoming value of the select.
8550 ///
8551 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
8552   switch (I->getOpcode()) {
8553   case Instruction::Add:
8554   case Instruction::Mul:
8555   case Instruction::And:
8556   case Instruction::Or:
8557   case Instruction::Xor:
8558     return 3;              // Can fold through either operand.
8559   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
8560   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
8561   case Instruction::LShr:
8562   case Instruction::AShr:
8563     return 1;
8564   default:
8565     return 0;              // Cannot fold
8566   }
8567 }
8568
8569 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
8570 /// function, return the identity constant that goes into the select.
8571 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
8572   switch (I->getOpcode()) {
8573   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
8574   case Instruction::Add:
8575   case Instruction::Sub:
8576   case Instruction::Or:
8577   case Instruction::Xor:
8578   case Instruction::Shl:
8579   case Instruction::LShr:
8580   case Instruction::AShr:
8581     return Constant::getNullValue(I->getType());
8582   case Instruction::And:
8583     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
8584   case Instruction::Mul:
8585     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
8586   }
8587 }
8588
8589 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
8590 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
8591 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
8592                                           Instruction *FI) {
8593   if (TI->getNumOperands() == 1) {
8594     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
8595     // merge.
8596     if (TI->isCast()) {
8597       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
8598         return 0;
8599     } else {
8600       return 0;  // unknown unary op.
8601     }
8602
8603     // Fold this by inserting a select from the input values.
8604     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
8605                                            FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
8606     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
8607     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
8608                             TI->getType());
8609   }
8610
8611   // Only handle binary operators here.
8612   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
8613     return 0;
8614
8615   // Figure out if the operations have any operands in common.
8616   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
8617   bool MatchIsOpZero;
8618   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
8619     MatchOp  = TI->getOperand(0);
8620     OtherOpT = TI->getOperand(1);
8621     OtherOpF = FI->getOperand(1);
8622     MatchIsOpZero = true;
8623   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
8624     MatchOp  = TI->getOperand(1);
8625     OtherOpT = TI->getOperand(0);
8626     OtherOpF = FI->getOperand(0);
8627     MatchIsOpZero = false;
8628   } else if (!TI->isCommutative()) {
8629     return 0;
8630   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
8631     MatchOp  = TI->getOperand(0);
8632     OtherOpT = TI->getOperand(1);
8633     OtherOpF = FI->getOperand(0);
8634     MatchIsOpZero = true;
8635   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
8636     MatchOp  = TI->getOperand(1);
8637     OtherOpT = TI->getOperand(0);
8638     OtherOpF = FI->getOperand(1);
8639     MatchIsOpZero = true;
8640   } else {
8641     return 0;
8642   }
8643
8644   // If we reach here, they do have operations in common.
8645   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
8646                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
8647   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
8648
8649   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
8650     if (MatchIsOpZero)
8651       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
8652     else
8653       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
8654   }
8655   assert(0 && "Shouldn't get here");
8656   return 0;
8657 }
8658
8659 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
8660 /// ICmpInst as its first operand.
8661 ///
8662 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
8663                                                    ICmpInst *ICI) {
8664   bool Changed = false;
8665   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
8666   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
8667   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
8668   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
8669   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
8670
8671   // Check cases where the comparison is with a constant that
8672   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may edit ICI in
8673   // place here, so make sure the select is the only user.
8674   if (ICI->hasOneUse())
8675     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
8676       switch (Pred) {
8677       default: break;
8678       case ICmpInst::ICMP_ULT:
8679       case ICmpInst::ICMP_SLT: {
8680         // X < MIN ? T : F  -->  F
8681         if (CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
8682           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8683         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
8684         Constant *AdjustedRHS = SubOne(CI);
8685         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
8686             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
8687           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
8688           CmpRHS = AdjustedRHS;
8689           std::swap(FalseVal, TrueVal);
8690           ICI->setPredicate(Pred);
8691           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
8692           SI.setOperand(1, TrueVal);
8693           SI.setOperand(2, FalseVal);
8694           Changed = true;
8695         }
8696         break;
8697       }
8698       case ICmpInst::ICMP_UGT:
8699       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
8700         // X > MAX ? T : F  -->  F
8701         if (CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
8702           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8703         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
8704         Constant *AdjustedRHS = AddOne(CI);
8705         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
8706             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
8707           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
8708           CmpRHS = AdjustedRHS;
8709           std::swap(FalseVal, TrueVal);
8710           ICI->setPredicate(Pred);
8711           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
8712           SI.setOperand(1, TrueVal);
8713           SI.setOperand(2, FalseVal);
8714           Changed = true;
8715         }
8716         break;
8717       }
8718       }
8719
8720       // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31   -> all ones if signed
8721       // (x >s -1) ? -1 : 0 -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
8722       CmpInst::Predicate Pred = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
8723       if (match(TrueVal, m_ConstantInt(-1)) &&
8724           match(FalseVal, m_ConstantInt(0)))
8725         Pred = ICI->getPredicate();
8726       else if (match(TrueVal, m_ConstantInt(0)) &&
8727                match(FalseVal, m_ConstantInt(-1)))
8728         Pred = CmpInst::getInversePredicate(ICI->getPredicate());
8729       
8730       if (Pred != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
8731         // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8732         // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8733         // cast to integer to avoid the comparison.
8734         const APInt &Op1CV = CI->getValue();
8735     
8736         // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
8737         // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
8738         if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8739             (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Op1CV.isAllOnesValue())) {
8740           Value *In = ICI->getOperand(0);
8741           Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
8742                                        In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
8743           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAShr(In, Sh,
8744                                                           In->getName()+".lobit"),
8745                                    *ICI);
8746           if (In->getType() != SI.getType())
8747             In = CastInst::CreateIntegerCast(In, SI.getType(),
8748                                              true/*SExt*/, "tmp", ICI);
8749     
8750           if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
8751             In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(In,
8752                                        In->getName()+".not"), *ICI);
8753     
8754           return ReplaceInstUsesWith(SI, In);
8755         }
8756       }
8757     }
8758
8759   if (CmpLHS == TrueVal && CmpRHS == FalseVal) {
8760     // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8761     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
8762       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8763     // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8764     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
8765       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8766     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
8767
8768   } else if (CmpLHS == FalseVal && CmpRHS == TrueVal) {
8769     // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8770     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
8771       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8772     // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8773     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
8774       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8775     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
8776   }
8777
8778   /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer ABS
8779
8780   return Changed ? &SI : 0;
8781 }
8782
8783 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
8784   Value *CondVal = SI.getCondition();
8785   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
8786   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
8787
8788   // select true, X, Y  -> X
8789   // select false, X, Y -> Y
8790   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
8791     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
8792
8793   // select C, X, X -> X
8794   if (TrueVal == FalseVal)
8795     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8796
8797   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
8798     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8799   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
8800     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8801   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
8802     if (isa<Constant>(TrueVal))
8803       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8804     else
8805       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8806   }
8807
8808   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
8809     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
8810       if (C->getZExtValue()) {
8811         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
8812         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
8813       } else {
8814         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
8815         Value *NotCond =
8816           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8817                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
8818         return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
8819       }
8820     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
8821       if (C->getZExtValue() == false) {
8822         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
8823         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
8824       } else {
8825         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
8826         Value *NotCond =
8827           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8828                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
8829         return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
8830       }
8831     }
8832     
8833     // select a, b, a  -> a&b
8834     // select a, a, b  -> a|b
8835     if (CondVal == TrueVal)
8836       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
8837     else if (CondVal == FalseVal)
8838       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
8839   }
8840
8841   // Selecting between two integer constants?
8842   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
8843     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
8844       // select C, 1, 0 -> zext C to int
8845       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
8846         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
8847       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
8848         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
8849         Value *NotCond =
8850           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
8851                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
8852         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
8853       }
8854
8855       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
8856
8857         // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31
8858         if (TrueValC->isAllOnesValue() && FalseValC->isZero())
8859           if (ConstantInt *CmpCst = dyn_cast<ConstantInt>(IC->getOperand(1))) {
8860             if (IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && CmpCst->isZero()) {
8861               // The comparison constant and the result are not neccessarily the
8862               // same width. Make an all-ones value by inserting a AShr.
8863               Value *X = IC->getOperand(0);
8864               uint32_t Bits = X->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8865               Constant *ShAmt = ConstantInt::get(X->getType(), Bits-1);
8866               Instruction *SRA = BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, X,
8867                                                         ShAmt, "ones");
8868               InsertNewInstBefore(SRA, SI);
8869
8870               // Then cast to the appropriate width.
8871               return CastInst::CreateIntegerCast(SRA, SI.getType(), true);
8872             }
8873           }
8874
8875
8876         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
8877         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
8878         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
8879         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
8880         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
8881           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
8882               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
8883             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
8884               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
8885                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
8886                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
8887                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
8888                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
8889                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
8890                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
8891                 // true or false val is the zero.
8892                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
8893                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8894                 Value *V = ICA;
8895                 if (ShouldNotVal)
8896                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::Create(
8897                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
8898                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
8899               }
8900       }
8901     }
8902
8903   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8904   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
8905     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
8906       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
8907       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8908         // This is not safe in general for floating point:  
8909         // consider X== -0, Y== +0.
8910         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8911         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8912         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8913               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8914             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8915              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8916         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8917       }
8918       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
8919       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8920         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8921       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
8922
8923     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
8924       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
8925       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
8926         // This is not safe in general for floating point:  
8927         // consider X== -0, Y== +0.
8928         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
8929         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
8930         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
8931               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
8932             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
8933              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
8934           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
8935       }
8936       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
8937       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
8938         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
8939       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
8940     }
8941     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
8942   }
8943
8944   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
8945   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
8946     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
8947       return Result;
8948
8949   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
8950     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
8951       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
8952         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
8953
8954         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
8955         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
8956           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
8957             return IV;
8958
8959         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
8960         // even legal for FP.
8961         if (TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8962             FI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8963           AddOp = FI; SubOp = TI;
8964         } else if (FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
8965                    TI->getOpcode() == Instruction::Add) {
8966           AddOp = TI; SubOp = FI;
8967         }
8968
8969         if (AddOp) {
8970           Value *OtherAddOp = 0;
8971           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
8972             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
8973           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
8974             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
8975           }
8976
8977           if (OtherAddOp) {
8978             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
8979             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
8980             Value *NegVal;  // Compute -Z
8981             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
8982               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
8983             } else {
8984               NegVal = InsertNewInstBefore(
8985                     BinaryOperator::CreateNeg(SubOp->getOperand(1), "tmp"), SI);
8986             }
8987
8988             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
8989             Value *NewFalseOp = NegVal;
8990             if (AddOp != TI)
8991               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
8992             Instruction *NewSel =
8993               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,
8994                                  NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
8995
8996             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
8997             return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
8998           }
8999         }
9000       }
9001
9002   // See if we can fold the select into one of our operands.
9003   if (SI.getType()->isInteger()) {
9004     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
9005     // transformation we are doing here.
9006     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
9007       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
9008           !isa<Constant>(FalseVal))
9009         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
9010           unsigned OpToFold = 0;
9011           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
9012             OpToFold = 1;
9013           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
9014             OpToFold = 2;
9015           }
9016
9017           if (OpToFold) {
9018             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
9019             Instruction *NewSel =
9020               SelectInst::Create(SI.getCondition(),
9021                                  TVI->getOperand(2-OpToFold), C);
9022             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9023             NewSel->takeName(TVI);
9024             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
9025               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
9026             else {
9027               assert(0 && "Unknown instruction!!");
9028             }
9029           }
9030         }
9031
9032     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
9033       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
9034           !isa<Constant>(TrueVal))
9035         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
9036           unsigned OpToFold = 0;
9037           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
9038             OpToFold = 1;
9039           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
9040             OpToFold = 2;
9041           }
9042
9043           if (OpToFold) {
9044             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
9045             Instruction *NewSel =
9046               SelectInst::Create(SI.getCondition(), C,
9047                                  FVI->getOperand(2-OpToFold));
9048             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9049             NewSel->takeName(FVI);
9050             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
9051               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
9052             else
9053               assert(0 && "Unknown instruction!!");
9054           }
9055         }
9056   }
9057
9058   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
9059     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
9060     SI.setOperand(1, FalseVal);
9061     SI.setOperand(2, TrueVal);
9062     return &SI;
9063   }
9064
9065   return 0;
9066 }
9067
9068 /// EnforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
9069 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
9070 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
9071 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
9072 /// their preferred alignment from the beginning.
9073 ///
9074 static unsigned EnforceKnownAlignment(Value *V,
9075                                       unsigned Align, unsigned PrefAlign) {
9076
9077   User *U = dyn_cast<User>(V);
9078   if (!U) return Align;
9079
9080   switch (getOpcode(U)) {
9081   default: break;
9082   case Instruction::BitCast:
9083     return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9084   case Instruction::GetElementPtr: {
9085     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
9086     bool AllZeroOperands = true;
9087     for (User::op_iterator i = U->op_begin() + 1, e = U->op_end(); i != e; ++i)
9088       if (!isa<Constant>(*i) ||
9089           !cast<Constant>(*i)->isNullValue()) {
9090         AllZeroOperands = false;
9091         break;
9092       }
9093
9094     if (AllZeroOperands) {
9095       // Treat this like a bitcast.
9096       return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9097     }
9098     break;
9099   }
9100   }
9101
9102   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
9103     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
9104     // of the global.
9105     if (!GV->isDeclaration()) {
9106       GV->setAlignment(PrefAlign);
9107       Align = PrefAlign;
9108     }
9109   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
9110     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.  We
9111     // don't do this for malloc, because some systems can't respect the request.
9112     if (isa<AllocaInst>(AI)) {
9113       AI->setAlignment(PrefAlign);
9114       Align = PrefAlign;
9115     }
9116   }
9117
9118   return Align;
9119 }
9120
9121 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
9122 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
9123 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
9124 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
9125 unsigned InstCombiner::GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
9126                                                   unsigned PrefAlign) {
9127   unsigned BitWidth = TD ? TD->getTypeSizeInBits(V->getType()) :
9128                       sizeof(PrefAlign) * CHAR_BIT;
9129   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
9130   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
9131   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne);
9132   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
9133   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
9134
9135   if (PrefAlign > Align)
9136     Align = EnforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
9137   
9138     // We don't need to make any adjustment.
9139   return Align;
9140 }
9141
9142 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
9143   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1));
9144   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2));
9145   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
9146   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment()->getZExtValue();
9147
9148   if (CopyAlign < MinAlign) {
9149     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, MinAlign));
9150     return MI;
9151   }
9152   
9153   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
9154   // load/store.
9155   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
9156   if (MemOpLength == 0) return 0;
9157   
9158   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
9159   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
9160   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
9161   // case.
9162   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
9163   if (Size == 0) return MI;  // Delete this mem transfer.
9164   
9165   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
9166     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
9167   
9168   // Use an integer load+store unless we can find something better.
9169   Type *NewPtrTy = PointerType::getUnqual(IntegerType::get(Size<<3));
9170   
9171   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
9172   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
9173   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
9174   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
9175   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
9176   // integer datatype.
9177   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
9178     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
9179     if (SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
9180       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
9181       // down through these levels if so.
9182       while (!SrcETy->isSingleValueType()) {
9183         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
9184           if (STy->getNumElements() == 1)
9185             SrcETy = STy->getElementType(0);
9186           else
9187             break;
9188         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
9189           if (ATy->getNumElements() == 1)
9190             SrcETy = ATy->getElementType();
9191           else
9192             break;
9193         } else
9194           break;
9195       }
9196       
9197       if (SrcETy->isSingleValueType())
9198         NewPtrTy = PointerType::getUnqual(SrcETy);
9199     }
9200   }
9201   
9202   
9203   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
9204   // infer, use it.
9205   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
9206   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
9207   
9208   Value *Src = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(2), NewPtrTy, *MI);
9209   Value *Dest = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(1), NewPtrTy, *MI);
9210   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
9211   InsertNewInstBefore(L, *MI);
9212   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
9213
9214   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9215   MI->setOperand(3, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
9216   return MI;
9217 }
9218
9219 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
9220   unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest());
9221   if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Alignment) {
9222     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Alignment));
9223     return MI;
9224   }
9225   
9226   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
9227   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
9228   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
9229   if (!LenC || !FillC || FillC->getType() != Type::Int8Ty)
9230     return 0;
9231   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
9232   Alignment = MI->getAlignment()->getZExtValue();
9233   
9234   // If the length is zero, this is a no-op
9235   if (Len == 0) return MI; // memset(d,c,0,a) -> noop
9236   
9237   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
9238   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
9239     const Type *ITy = IntegerType::get(Len*8);  // n=1 -> i8.
9240     
9241     Value *Dest = MI->getDest();
9242     Dest = InsertBitCastBefore(Dest, PointerType::getUnqual(ITy), *MI);
9243
9244     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
9245     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
9246     
9247     // Extract the fill value and store.
9248     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
9249     InsertNewInstBefore(new StoreInst(ConstantInt::get(ITy, Fill), Dest, false,
9250                                       Alignment), *MI);
9251     
9252     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9253     MI->setLength(Constant::getNullValue(LenC->getType()));
9254     return MI;
9255   }
9256
9257   return 0;
9258 }
9259
9260
9261 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
9262 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
9263 /// the heavy lifting.
9264 ///
9265 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
9266   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
9267   if (!II) return visitCallSite(&CI);
9268   
9269   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
9270   // visitCallSite.
9271   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
9272     bool Changed = false;
9273
9274     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
9275     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
9276       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
9277
9278       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
9279         if (CI->getZExtValue() == 1) {
9280           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
9281           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
9282           // alignment is sufficient.
9283         }
9284     }
9285
9286     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
9287     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
9288     // into a call to memcpy.
9289     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
9290       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
9291         if (GVSrc->isConstant()) {
9292           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
9293           Intrinsic::ID MemCpyID = Intrinsic::memcpy;
9294           const Type *Tys[1];
9295           Tys[0] = CI.getOperand(3)->getType();
9296           CI.setOperand(0, 
9297                         Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID, Tys, 1));
9298           Changed = true;
9299         }
9300
9301       // memmove(x,x,size) -> noop.
9302       if (MMI->getSource() == MMI->getDest())
9303         return EraseInstFromFunction(CI);
9304     }
9305
9306     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
9307     // set, update the alignment.
9308     if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
9309       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
9310         return I;
9311     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
9312       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
9313         return I;
9314     }
9315           
9316     if (Changed) return II;
9317   }
9318   
9319   switch (II->getIntrinsicID()) {
9320   default: break;
9321   case Intrinsic::bswap:
9322     // bswap(bswap(x)) -> x
9323     if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1)))
9324       if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap)
9325         return ReplaceInstUsesWith(CI, Operand->getOperand(1));
9326     break;
9327   case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
9328   case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
9329   case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
9330   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
9331   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
9332     // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
9333     // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
9334     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9335       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),
9336                                        PointerType::getUnqual(II->getType()),
9337                                        CI);
9338       return new LoadInst(Ptr);
9339     }
9340     break;
9341   case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
9342   case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
9343     // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
9344     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), 16) >= 16) {
9345       const Type *OpPtrTy = 
9346         PointerType::getUnqual(II->getOperand(1)->getType());
9347       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(2), OpPtrTy, CI);
9348       return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
9349     }
9350     break;
9351   case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
9352   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
9353   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
9354     // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
9355     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
9356       const Type *OpPtrTy = 
9357         PointerType::getUnqual(II->getOperand(2)->getType());
9358       Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1), OpPtrTy, CI);
9359       return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
9360     }
9361     break;
9362     
9363   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
9364     // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
9365     // we can simplify the input based on that, do so now.
9366     uint64_t UndefElts;
9367     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), 1, 
9368                                               UndefElts)) {
9369       II->setOperand(1, V);
9370       return II;
9371     }
9372     break;
9373   }
9374     
9375   case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
9376     // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
9377     if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
9378       assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
9379       
9380       // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
9381       bool AllEltsOk = true;
9382       for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9383         if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
9384             !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
9385           AllEltsOk = false;
9386           break;
9387         }
9388       }
9389       
9390       if (AllEltsOk) {
9391         // Cast the input vectors to byte vectors.
9392         Value *Op0 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),Mask->getType(),CI);
9393         Value *Op1 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(2),Mask->getType(),CI);
9394         Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
9395         
9396         // Only extract each element once.
9397         Value *ExtractedElts[32];
9398         memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
9399         
9400         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
9401           if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
9402             continue;
9403           unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
9404           Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
9405           
9406           if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
9407             Instruction *Elt = 
9408               new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, Idx&15, "tmp");
9409             InsertNewInstBefore(Elt, CI);
9410             ExtractedElts[Idx] = Elt;
9411           }
9412         
9413           // Insert this value into the result vector.
9414           Result = InsertElementInst::Create(Result, ExtractedElts[Idx],
9415                                              i, "tmp");
9416           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
9417         }
9418         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
9419       }
9420     }
9421     break;
9422
9423   case Intrinsic::stackrestore: {
9424     // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
9425     // happen when variable allocas are DCE'd.
9426     if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
9427       if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
9428         BasicBlock::iterator BI = SS;
9429         if (&*++BI == II)
9430           return EraseInstFromFunction(CI);
9431       }
9432     }
9433     
9434     // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
9435     // same block without an intervening call/alloca.
9436     BasicBlock::iterator BI = II;
9437     TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
9438     bool CannotRemove = false;
9439     for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
9440       if (isa<AllocaInst>(BI)) {
9441         CannotRemove = true;
9442         break;
9443       }
9444       if (CallInst *BCI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
9445         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BCI)) {
9446           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
9447           if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stackrestore)
9448             return EraseInstFromFunction(CI);
9449           // Otherwise, ignore the intrinsic.
9450         } else {
9451           // If we found a non-intrinsic call, we can't remove the stack
9452           // restore.
9453           CannotRemove = true;
9454           break;
9455         }
9456       }
9457     }
9458     
9459     // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
9460     // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
9461     if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)))
9462       return EraseInstFromFunction(CI);
9463     break;
9464   }
9465   }
9466
9467   return visitCallSite(II);
9468 }
9469
9470 // InvokeInst simplification
9471 //
9472 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
9473   return visitCallSite(&II);
9474 }
9475
9476 /// isSafeToEliminateVarargsCast - If this cast does not affect the value 
9477 /// passed through the varargs area, we can eliminate the use of the cast.
9478 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
9479                                          const CastInst * const CI,
9480                                          const TargetData * const TD,
9481                                          const int ix) {
9482   if (!CI->isLosslessCast())
9483     return false;
9484
9485   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
9486   // can't change to a type with a different size.  If the size were
9487   // passed explicitly we could avoid this check.
9488   if (!CS.paramHasAttr(ix, Attribute::ByVal))
9489     return true;
9490
9491   const Type* SrcTy = 
9492             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
9493   const Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
9494   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
9495     return false;
9496   if (TD->getABITypeSize(SrcTy) != TD->getABITypeSize(DstTy))
9497     return false;
9498   return true;
9499 }
9500
9501 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
9502 //
9503 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
9504   bool Changed = false;
9505
9506   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
9507   // to the arguments of the call/invoke.
9508   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
9509
9510   Value *Callee = CS.getCalledValue();
9511
9512   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
9513     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
9514       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
9515       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
9516       // be unreachable, as the call is undefined.
9517       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9518                     UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), 
9519                                     OldCall);
9520       if (!OldCall->use_empty())
9521         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
9522       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
9523         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
9524       return 0;
9525     }
9526
9527   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
9528     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
9529     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
9530     // that we can't modify the CFG here.
9531     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9532                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)),
9533                   CS.getInstruction());
9534
9535     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
9536       CS.getInstruction()->
9537         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
9538
9539     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
9540       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
9541       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9542                          ConstantInt::getTrue(), II);
9543     }
9544     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
9545   }
9546
9547   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
9548     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
9549       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
9550         return transformCallThroughTrampoline(CS);
9551
9552   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
9553   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
9554   if (FTy->isVarArg()) {
9555     int ix = FTy->getNumParams() + (isa<InvokeInst>(Callee) ? 3 : 1);
9556     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
9557     // the call.
9558     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
9559            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
9560       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
9561       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
9562         *I = CI->getOperand(0);
9563         Changed = true;
9564       }
9565     }
9566   }
9567
9568   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
9569     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
9570     CS.setDoesNotThrow();
9571     Changed = true;
9572   }
9573
9574   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
9575 }
9576
9577 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
9578 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
9579 //
9580 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
9581   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
9582   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
9583   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
9584       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
9585     return false;
9586   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
9587   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
9588   const AttrListPtr &CallerPAL = CS.getAttributes();
9589
9590   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
9591   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
9592   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
9593   //
9594   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
9595   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
9596   const Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
9597
9598   if (isa<StructType>(NewRetTy))
9599     return false; // TODO: Handle multiple return values.
9600
9601   // Check to see if we are changing the return type...
9602   if (OldRetTy != NewRetTy) {
9603     if (Callee->isDeclaration() &&
9604         // Conversion is ok if changing from one pointer type to another or from
9605         // a pointer to an integer of the same size.
9606         !((isa<PointerType>(OldRetTy) || OldRetTy == TD->getIntPtrType()) &&
9607           (isa<PointerType>(NewRetTy) || NewRetTy == TD->getIntPtrType())))
9608       return false;   // Cannot transform this return value.
9609
9610     if (!Caller->use_empty() &&
9611         // void -> non-void is handled specially
9612         NewRetTy != Type::VoidTy && !CastInst::isCastable(NewRetTy, OldRetTy))
9613       return false;   // Cannot transform this return value.
9614
9615     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
9616       Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
9617       if (RAttrs & Attribute::typeIncompatible(NewRetTy))
9618         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
9619     }
9620
9621     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
9622     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
9623     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
9624     // the critical edge).  Bail out in this case.
9625     if (!Caller->use_empty())
9626       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
9627         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
9628              UI != E; ++UI)
9629           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
9630             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
9631                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
9632               return false;
9633   }
9634
9635   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
9636   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
9637
9638   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
9639   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
9640     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
9641     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
9642
9643     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
9644       return false;   // Cannot transform this parameter value.
9645
9646     if (CallerPAL.getParamAttributes(i + 1) 
9647         & Attribute::typeIncompatible(ParamTy))
9648       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
9649
9650     // Converting from one pointer type to another or between a pointer and an
9651     // integer of the same size is safe even if we do not have a body.
9652     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
9653       ((isa<PointerType>(ParamTy) || ParamTy == TD->getIntPtrType()) &&
9654        (isa<PointerType>(ActTy) || ActTy == TD->getIntPtrType()));
9655     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
9656   }
9657
9658   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
9659       Callee->isDeclaration())
9660     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body.
9661
9662   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
9663       !CallerPAL.isEmpty())
9664     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
9665     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
9666     // that are compatible with being a vararg call argument.
9667     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
9668       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
9669         break;
9670       Attributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
9671       if (PAttrs & Attribute::VarArgsIncompatible)
9672         return false;
9673     }
9674
9675   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
9676   // inserting cast instructions as necessary...
9677   std::vector<Value*> Args;
9678   Args.reserve(NumActualArgs);
9679   SmallVector<AttributeWithIndex, 8> attrVec;
9680   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
9681
9682   // Get any return attributes.
9683   Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
9684
9685   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
9686   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
9687   RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NewRetTy);
9688
9689   // Add the new return attributes.
9690   if (RAttrs)
9691     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
9692
9693   AI = CS.arg_begin();
9694   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
9695     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
9696     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
9697       Args.push_back(*AI);
9698     } else {
9699       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
9700           false, ParamTy, false);
9701       CastInst *NewCast = CastInst::Create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
9702       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
9703     }
9704
9705     // Add any parameter attributes.
9706     if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
9707       attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
9708   }
9709
9710   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
9711   // now...
9712   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
9713     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
9714
9715   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
9716   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
9717     if (!FT->isVarArg()) {
9718       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
9719            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
9720     } else {
9721       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
9722       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
9723         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
9724         if (PTy != (*AI)->getType()) {
9725           // Must promote to pass through va_arg area!
9726           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
9727                                                                 PTy, false);
9728           Instruction *Cast = CastInst::Create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
9729           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
9730           Args.push_back(Cast);
9731         } else {
9732           Args.push_back(*AI);
9733         }
9734
9735         // Add any parameter attributes.
9736         if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
9737           attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
9738       }
9739     }
9740   }
9741
9742   if (Attributes FnAttrs =  CallerPAL.getFnAttributes())
9743     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
9744
9745   if (NewRetTy == Type::VoidTy)
9746     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
9747
9748   const AttrListPtr &NewCallerPAL = AttrListPtr::get(attrVec.begin(),attrVec.end());
9749
9750   Instruction *NC;
9751   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9752     NC = InvokeInst::Create(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9753                             Args.begin(), Args.end(),
9754                             Caller->getName(), Caller);
9755     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
9756     cast<InvokeInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
9757   } else {
9758     NC = CallInst::Create(Callee, Args.begin(), Args.end(),
9759                           Caller->getName(), Caller);
9760     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
9761     if (CI->isTailCall())
9762       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
9763     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
9764     cast<CallInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
9765   }
9766
9767   // Insert a cast of the return type as necessary.
9768   Value *NV = NC;
9769   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
9770     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
9771       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
9772                                                             OldRetTy, false);
9773       NV = NC = CastInst::Create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
9774
9775       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
9776       // non-phi, instruction in the normal successor block.
9777       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9778         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstNonPHI();
9779         InsertNewInstBefore(NC, *I);
9780       } else {
9781         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
9782         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
9783       }
9784       AddUsersToWorkList(*Caller);
9785     } else {
9786       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
9787     }
9788   }
9789
9790   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
9791     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
9792   Caller->eraseFromParent();
9793   RemoveFromWorkList(Caller);
9794   return true;
9795 }
9796
9797 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
9798 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
9799 //
9800 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
9801   Value *Callee = CS.getCalledValue();
9802   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
9803   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
9804   const AttrListPtr &Attrs = CS.getAttributes();
9805
9806   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
9807   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
9808   if (Attrs.hasAttrSomewhere(Attribute::Nest))
9809     return 0;
9810
9811   IntrinsicInst *Tramp =
9812     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
9813
9814   Function *NestF = cast<Function>(Tramp->getOperand(2)->stripPointerCasts());
9815   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
9816   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
9817
9818   const AttrListPtr &NestAttrs = NestF->getAttributes();
9819   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
9820     unsigned NestIdx = 1;
9821     const Type *NestTy = 0;
9822     Attributes NestAttr = Attribute::None;
9823
9824     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
9825     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
9826          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
9827       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, Attribute::Nest)) {
9828         // Record the parameter type and any other attributes.
9829         NestTy = *I;
9830         NestAttr = NestAttrs.getParamAttributes(NestIdx);
9831         break;
9832       }
9833
9834     if (NestTy) {
9835       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
9836       std::vector<Value*> NewArgs;
9837       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
9838
9839       SmallVector<AttributeWithIndex, 8> NewAttrs;
9840       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
9841
9842       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
9843       // mean appending it.  Likewise for attributes.
9844
9845       // Add any result attributes.
9846       if (Attributes Attr = Attrs.getRetAttributes())
9847         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(0, Attr));
9848
9849       {
9850         unsigned Idx = 1;
9851         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
9852         do {
9853           if (Idx == NestIdx) {
9854             // Add the chain argument and attributes.
9855             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
9856             if (NestVal->getType() != NestTy)
9857               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
9858             NewArgs.push_back(NestVal);
9859             NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
9860           }
9861
9862           if (I == E)
9863             break;
9864
9865           // Add the original argument and attributes.
9866           NewArgs.push_back(*I);
9867           if (Attributes Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx))
9868             NewAttrs.push_back
9869               (AttributeWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
9870
9871           ++Idx, ++I;
9872         } while (1);
9873       }
9874
9875       // Add any function attributes.
9876       if (Attributes Attr = Attrs.getFnAttributes())
9877         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, Attr));
9878
9879       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
9880       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
9881       // with the chain parameter inserted.
9882
9883       std::vector<const Type*> NewTypes;
9884       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
9885
9886       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
9887       // mean appending it.
9888       {
9889         unsigned Idx = 1;
9890         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
9891           E = FTy->param_end();
9892
9893         do {
9894           if (Idx == NestIdx)
9895             // Add the chain's type.
9896             NewTypes.push_back(NestTy);
9897
9898           if (I == E)
9899             break;
9900
9901           // Add the original type.
9902           NewTypes.push_back(*I);
9903
9904           ++Idx, ++I;
9905         } while (1);
9906       }
9907
9908       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
9909       // code sort out any function type mismatches.
9910       FunctionType *NewFTy =
9911         FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes, FTy->isVarArg());
9912       Constant *NewCallee = NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
9913         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PointerType::getUnqual(NewFTy));
9914       const AttrListPtr &NewPAL = AttrListPtr::get(NewAttrs.begin(),NewAttrs.end());
9915
9916       Instruction *NewCaller;
9917       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
9918         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
9919                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
9920                                        NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9921                                        Caller->getName(), Caller);
9922         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
9923         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
9924       } else {
9925         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
9926                                      Caller->getName(), Caller);
9927         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
9928           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
9929         cast<CallInst>(NewCaller)->
9930           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
9931         cast<CallInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
9932       }
9933       if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
9934         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
9935       Caller->eraseFromParent();
9936       RemoveFromWorkList(Caller);
9937       return 0;
9938     }
9939   }
9940
9941   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
9942   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
9943   // code sort out any function type mismatches.
9944   Constant *NewCallee =
9945     NestF->getType() == PTy ? NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
9946   CS.setCalledFunction(NewCallee);
9947   return CS.getInstruction();
9948 }
9949
9950 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
9951 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
9952 /// and a single binop.
9953 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
9954   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
9955   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst));
9956   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
9957   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
9958   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
9959     
9960   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
9961   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
9962   
9963   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
9964   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
9965   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
9966     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
9967     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
9968         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
9969         // types or GEP's with different index types.
9970         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
9971         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
9972       return 0;
9973
9974     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
9975     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
9976       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
9977           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
9978         return 0;
9979     
9980     // Keep track of which operand needs a phi node.
9981     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
9982     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
9983   }
9984   
9985   // Otherwise, this is safe to transform!
9986   
9987   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
9988   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
9989   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
9990   if (LHSVal == 0) {
9991     NewLHS = PHINode::Create(LHSType,
9992                              FirstInst->getOperand(0)->getName() + ".pn");
9993     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
9994     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
9995     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
9996     LHSVal = NewLHS;
9997   }
9998   
9999   if (RHSVal == 0) {
10000     NewRHS = PHINode::Create(RHSType,
10001                              FirstInst->getOperand(1)->getName() + ".pn");
10002     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10003     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
10004     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
10005     RHSVal = NewRHS;
10006   }
10007   
10008   // Add all operands to the new PHIs.
10009   if (NewLHS || NewRHS) {
10010     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10011       Instruction *InInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10012       if (NewLHS) {
10013         Value *NewInLHS = InInst->getOperand(0);
10014         NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
10015       }
10016       if (NewRHS) {
10017         Value *NewInRHS = InInst->getOperand(1);
10018         NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
10019       }
10020     }
10021   }
10022     
10023   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10024     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
10025   CmpInst *CIOp = cast<CmpInst>(FirstInst);
10026   return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), LHSVal,
10027                          RHSVal);
10028 }
10029
10030 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN) {
10031   GetElementPtrInst *FirstInst =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(0));
10032   
10033   SmallVector<Value*, 16> FixedOperands(FirstInst->op_begin(), 
10034                                         FirstInst->op_end());
10035   
10036   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
10037   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
10038   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10039     GetElementPtrInst *GEP= dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10040     if (!GEP || !GEP->hasOneUse() || GEP->getType() != FirstInst->getType() ||
10041       GEP->getNumOperands() != FirstInst->getNumOperands())
10042       return 0;
10043
10044     // Compare the operand lists.
10045     for (unsigned op = 0, e = FirstInst->getNumOperands(); op != e; ++op) {
10046       if (FirstInst->getOperand(op) == GEP->getOperand(op))
10047         continue;
10048       
10049       // Don't merge two GEPs when two operands differ (introducing phi nodes)
10050       // if one of the PHIs has a constant for the index.  The index may be
10051       // substantially cheaper to compute for the constants, so making it a
10052       // variable index could pessimize the path.  This also handles the case
10053       // for struct indices, which must always be constant.
10054       if (isa<ConstantInt>(FirstInst->getOperand(op)) ||
10055           isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(op)))
10056         return 0;
10057       
10058       if (FirstInst->getOperand(op)->getType() !=GEP->getOperand(op)->getType())
10059         return 0;
10060       FixedOperands[op] = 0;  // Needs a PHI.
10061     }
10062   }
10063   
10064   // Otherwise, this is safe to transform.  Insert PHI nodes for each operand
10065   // that is variable.
10066   SmallVector<PHINode*, 16> OperandPhis(FixedOperands.size());
10067   
10068   bool HasAnyPHIs = false;
10069   for (unsigned i = 0, e = FixedOperands.size(); i != e; ++i) {
10070     if (FixedOperands[i]) continue;  // operand doesn't need a phi.
10071     Value *FirstOp = FirstInst->getOperand(i);
10072     PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstOp->getType(),
10073                                      FirstOp->getName()+".pn");
10074     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10075     
10076     NewPN->reserveOperandSpace(e);
10077     NewPN->addIncoming(FirstOp, PN.getIncomingBlock(0));
10078     OperandPhis[i] = NewPN;
10079     FixedOperands[i] = NewPN;
10080     HasAnyPHIs = true;
10081   }
10082
10083   
10084   // Add all operands to the new PHIs.
10085   if (HasAnyPHIs) {
10086     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10087       GetElementPtrInst *InGEP =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10088       BasicBlock *InBB = PN.getIncomingBlock(i);
10089       
10090       for (unsigned op = 0, e = OperandPhis.size(); op != e; ++op)
10091         if (PHINode *OpPhi = OperandPhis[op])
10092           OpPhi->addIncoming(InGEP->getOperand(op), InBB);
10093     }
10094   }
10095   
10096   Value *Base = FixedOperands[0];
10097   return GetElementPtrInst::Create(Base, FixedOperands.begin()+1,
10098                                    FixedOperands.end());
10099 }
10100
10101
10102 /// isSafeToSinkLoad - Return true if we know that it is safe sink the load out
10103 /// of the block that defines it.  This means that it must be obvious the value
10104 /// of the load is not changed from the point of the load to the end of the
10105 /// block it is in.
10106 ///
10107 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
10108 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
10109 /// to a register.
10110 static bool isSafeToSinkLoad(LoadInst *L) {
10111   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
10112   
10113   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
10114     if (BBI->mayWriteToMemory())
10115       return false;
10116   
10117   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
10118   // profitable to do this xform.
10119   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
10120     bool isAddressTaken = false;
10121     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
10122          UI != E; ++UI) {
10123       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
10124       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
10125         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
10126         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
10127       }
10128       isAddressTaken = true;
10129       break;
10130     }
10131     
10132     if (!isAddressTaken)
10133       return false;
10134   }
10135   
10136   return true;
10137 }
10138
10139
10140 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
10141 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
10142 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
10143 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
10144   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
10145
10146   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
10147   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
10148   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
10149   // code size and simplifying code.
10150   Constant *ConstantOp = 0;
10151   const Type *CastSrcTy = 0;
10152   bool isVolatile = false;
10153   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
10154     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
10155   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
10156     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
10157     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
10158     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
10159     if (ConstantOp == 0)
10160       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
10161   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
10162     isVolatile = LI->isVolatile();
10163     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
10164     // load and the PHI.
10165     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
10166         !isSafeToSinkLoad(LI))
10167       return 0;
10168     
10169     // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10170     // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10171     // the path through the other successor.
10172     if (isVolatile &&
10173         LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10174       return 0;
10175     
10176   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
10177     return FoldPHIArgGEPIntoPHI(PN);
10178   } else {
10179     return 0;  // Cannot fold this operation.
10180   }
10181
10182   // Check to see if all arguments are the same operation.
10183   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10184     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
10185     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10186     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
10187       return 0;
10188     if (CastSrcTy) {
10189       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
10190         return 0;  // Cast operation must match.
10191     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
10192       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
10193       // the load and the PHI.
10194       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
10195           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
10196           !isSafeToSinkLoad(LI))
10197         return 0;
10198       
10199       // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
10200       // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
10201       // the path through the other successor.
10202       if (isVolatile &&
10203           LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
10204         return 0;
10205
10206       
10207     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
10208       return 0;
10209     }
10210   }
10211
10212   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
10213   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
10214   PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
10215                                    PN.getName()+".in");
10216   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10217
10218   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
10219   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
10220
10221   // Add all operands to the new PHI.
10222   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10223     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
10224     if (NewInVal != InVal)
10225       InVal = 0;
10226     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
10227   }
10228
10229   Value *PhiVal;
10230   if (InVal) {
10231     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
10232     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
10233     PhiVal = InVal;
10234     delete NewPN;
10235   } else {
10236     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10237     PhiVal = NewPN;
10238   }
10239
10240   // Insert and return the new operation.
10241   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
10242     return CastInst::Create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
10243   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10244     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
10245   if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
10246     return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
10247                            PhiVal, ConstantOp);
10248   assert(isa<LoadInst>(FirstInst) && "Unknown operation");
10249   
10250   // If this was a volatile load that we are merging, make sure to loop through
10251   // and mark all the input loads as non-volatile.  If we don't do this, we will
10252   // insert a new volatile load and the old ones will not be deletable.
10253   if (isVolatile)
10254     for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
10255       cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(i))->setVolatile(false);
10256   
10257   return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
10258 }
10259
10260 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
10261 /// that is dead.
10262 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
10263                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
10264   if (PN->use_empty()) return true;
10265   if (!PN->hasOneUse()) return false;
10266
10267   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
10268   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
10269     return true;
10270   
10271   // Don't scan crazily complex things.
10272   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
10273     return false;
10274
10275   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
10276     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
10277
10278   return false;
10279 }
10280
10281 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
10282 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
10283 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10284 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
10285                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
10286   // See if we already saw this PHI node.
10287   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
10288     return true;
10289   
10290   // Don't scan crazily complex things.
10291   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
10292     return false;
10293  
10294   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
10295   // the value.
10296   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10297     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
10298     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
10299       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10300         return false;
10301     } else if (Op != NonPhiInVal)
10302       return false;
10303   }
10304   
10305   return true;
10306 }
10307
10308
10309 // PHINode simplification
10310 //
10311 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
10312   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
10313   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
10314   
10315   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
10316     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
10317
10318   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
10319   // reducing code size.
10320   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
10321       isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(1)) &&
10322       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0))->getOpcode() ==
10323       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(1))->getOpcode() &&
10324       // FIXME: The hasOneUse check will fail for PHIs that use the value more
10325       // than themselves more than once.
10326       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
10327     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
10328       return Result;
10329
10330   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
10331   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
10332   // PHI)... break the cycle.
10333   if (PN.hasOneUse()) {
10334     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
10335     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
10336       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
10337       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
10338       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
10339         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
10340     }
10341    
10342     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
10343     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
10344     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
10345     // common case here is good because the only other things that catch this
10346     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
10347     // late.
10348     if (PHIUser->hasOneUse() &&
10349         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
10350         PHIUser->use_back() == &PN) {
10351       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
10352     }
10353   }
10354
10355   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
10356   // same value, for example:
10357   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
10358   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
10359   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
10360   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
10361   {
10362     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
10363     // Scan for the first non-phi operand.
10364     while (InValNo != NumOperandVals && 
10365            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
10366       ++InValNo;
10367
10368     if (InValNo != NumOperandVals) {
10369       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
10370       
10371       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
10372       // there is no need to recursively scan other phis.
10373       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
10374         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
10375         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
10376           break;
10377       }
10378       
10379       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
10380       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
10381       // the value.
10382       if (InValNo == NumOperandVals) {
10383         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
10384         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
10385           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
10386       }
10387     }
10388   }
10389   return 0;
10390 }
10391
10392 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
10393                                    Instruction *InsertPoint,
10394                                    InstCombiner *IC) {
10395   unsigned PtrSize = DTy->getPrimitiveSizeInBits();
10396   unsigned VTySize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
10397   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
10398   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
10399   // used for address computation.
10400   Instruction::CastOps opcode = 
10401      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
10402       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
10403   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
10404 }
10405
10406
10407 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
10408   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
10409   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
10410   // If so, eliminate the noop.
10411   if (GEP.getNumOperands() == 1)
10412     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10413
10414   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
10415     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
10416
10417   bool HasZeroPointerIndex = false;
10418   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
10419     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
10420
10421   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
10422     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
10423
10424   // Eliminate unneeded casts for indices.
10425   bool MadeChange = false;
10426   
10427   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
10428   for (User::op_iterator i = GEP.op_begin() + 1, e = GEP.op_end();
10429        i != e; ++i, ++GTI) {
10430     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
10431       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*i)) {
10432         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
10433             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
10434           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
10435           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
10436           // is a 32-bit pointer target.
10437           if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
10438             MadeChange = true;
10439             *i = CI->getOperand(0);
10440           }
10441         }
10442       }
10443       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
10444       // to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.
10445       // If the incoming value needs a cast instruction,
10446       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
10447       // obvious.
10448       Value *Op = *i;
10449       if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) > TD->getPointerSizeInBits()) {
10450         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10451           *i = ConstantExpr::getTrunc(C, TD->getIntPtrType());
10452           MadeChange = true;
10453         } else {
10454           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
10455                                 GEP);
10456           *i = Op;
10457           MadeChange = true;
10458         }
10459       } else if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) < TD->getPointerSizeInBits()) {
10460         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10461           *i = ConstantExpr::getSExt(C, TD->getIntPtrType());
10462           MadeChange = true;
10463         } else {
10464           Op = InsertCastBefore(Instruction::SExt, Op, TD->getIntPtrType(),
10465                                 GEP);
10466           *i = Op;
10467           MadeChange = true;
10468         }
10469       }
10470     }
10471   }
10472   if (MadeChange) return &GEP;
10473
10474   // If this GEP instruction doesn't move the pointer, and if the input operand
10475   // is a bitcast of another pointer, just replace the GEP with a bitcast of the
10476   // real input to the dest type.
10477   if (GEP.hasAllZeroIndices()) {
10478     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(GEP.getOperand(0))) {
10479       // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
10480       // converted to match the type of the cast, don't touch this.
10481       if (isa<AllocationInst>(BCI->getOperand(0))) {
10482         // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
10483         if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
10484           if (I != BCI) {
10485             I->takeName(BCI);
10486             BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
10487             ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
10488           }
10489           return &GEP;
10490         }
10491       }
10492       return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
10493     }
10494   }
10495   
10496   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
10497   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
10498   // getelementptr instructions into a single instruction.
10499   //
10500   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
10501   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
10502     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
10503
10504   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
10505     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
10506     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
10507     // avoids us creating a TON of code in some cases.
10508     //
10509     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
10510         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
10511       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
10512
10513     SmallVector<Value*, 8> Indices;
10514
10515     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
10516     bool EndsWithSequential = false;
10517     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
10518            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
10519       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
10520
10521     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
10522     if (EndsWithSequential) {
10523       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
10524       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
10525       //
10526       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
10527       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
10528         Sum = GO1;
10529       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
10530         Sum = SO1;
10531       } else {
10532         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
10533         // target's pointer size.
10534         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
10535           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
10536             SO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
10537           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
10538             GO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
10539           } else {
10540             unsigned PS = TD->getPointerSizeInBits();
10541             if (TD->getTypeSizeInBits(SO1->getType()) == PS) {
10542               // Convert GO1 to SO1's type.
10543               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
10544
10545             } else if (TD->getTypeSizeInBits(GO1->getType()) == PS) {
10546               // Convert SO1 to GO1's type.
10547               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
10548             } else {
10549               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
10550               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
10551               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
10552             }
10553           }
10554         }
10555         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
10556           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
10557         else {
10558           Sum = BinaryOperator::CreateAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
10559           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
10560         }
10561       }
10562
10563       // Recycle the GEP we already have if possible.
10564       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
10565         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
10566         GEP.setOperand(1, Sum);
10567         return &GEP;
10568       } else {
10569         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
10570                        SrcGEPOperands.end()-1);
10571         Indices.push_back(Sum);
10572         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
10573       }
10574     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
10575                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
10576                SrcGEPOperands.size() != 1) {
10577       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
10578       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
10579                      SrcGEPOperands.end());
10580       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
10581     }
10582
10583     if (!Indices.empty())
10584       return GetElementPtrInst::Create(SrcGEPOperands[0], Indices.begin(),
10585                                        Indices.end(), GEP.getName());
10586
10587   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
10588     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
10589     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
10590
10591     // Scan for nonconstants...
10592     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
10593     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
10594     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
10595       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
10596
10597     if (I == E) {  // If they are all constants...
10598       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV,
10599                                                     &Indices[0],Indices.size());
10600
10601       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
10602       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
10603     }
10604   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
10605     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
10606       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
10607     } else if (HasZeroPointerIndex) {
10608       // transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
10609       // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
10610       //
10611       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
10612       //
10613       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
10614       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
10615       if (const ArrayType *XATy =
10616           dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
10617         if (const ArrayType *CATy =
10618             dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
10619           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
10620             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
10621             // to an array of the same type as the destination pointer
10622             // array.  Because the array type is never stepped over (there
10623             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
10624             GEP.setOperand(0, X);
10625             return &GEP;
10626           }
10627     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
10628       // Transform things like:
10629       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
10630       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
10631       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
10632       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
10633       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
10634           TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
10635           TD->getABITypeSize(ResElTy)) {
10636         Value *Idx[2];
10637         Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10638         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
10639         Value *V = InsertNewInstBefore(
10640                GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()), GEP);
10641         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
10642         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
10643       }
10644       
10645       // Transform things like:
10646       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
10647       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
10648       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
10649       
10650       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::Int8Ty) {
10651         uint64_t ArrayEltSize =
10652             TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
10653         
10654         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
10655         // allow either a mul, shift, or constant here.
10656         Value *NewIdx = 0;
10657         ConstantInt *Scale = 0;
10658         if (ArrayEltSize == 1) {
10659           NewIdx = GEP.getOperand(1);
10660           Scale = ConstantInt::get(NewIdx->getType(), 1);
10661         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
10662           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
10663           Scale = CI;
10664         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
10665           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
10666               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
10667             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
10668             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
10669             Scale = ConstantInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmtVal);
10670             NewIdx = Inst->getOperand(0);
10671           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
10672                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
10673             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
10674             NewIdx = Inst->getOperand(0);
10675           }
10676         }
10677         
10678         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
10679         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
10680         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
10681         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
10682         if (Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
10683             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
10684           Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
10685                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
10686           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
10687             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
10688                                                        false /*ZExt*/);
10689             Instruction *Sc = BinaryOperator::CreateMul(NewIdx, C, "idxscale");
10690             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
10691           }
10692
10693           // Insert the new GEP instruction.
10694           Value *Idx[2];
10695           Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10696           Idx[1] = NewIdx;
10697           Instruction *NewGEP =
10698             GetElementPtrInst::Create(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
10699           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
10700           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
10701           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
10702         }
10703       }
10704     }
10705   }
10706
10707   return 0;
10708 }
10709
10710 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
10711   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
10712   if (AI.isArrayAllocation()) {  // Check C != 1
10713     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
10714       const Type *NewTy = 
10715         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
10716       AllocationInst *New = 0;
10717
10718       // Create and insert the replacement instruction...
10719       if (isa<MallocInst>(AI))
10720         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
10721       else {
10722         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
10723         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
10724       }
10725
10726       InsertNewInstBefore(New, AI);
10727
10728       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
10729       // allocas if possible...
10730       //
10731       BasicBlock::iterator It = New;
10732       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
10733
10734       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
10735       // insert our getelementptr instruction...
10736       //
10737       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10738       Value *Idx[2];
10739       Idx[0] = NullIdx;
10740       Idx[1] = NullIdx;
10741       Value *V = GetElementPtrInst::Create(New, Idx, Idx + 2,
10742                                            New->getName()+".sub", It);
10743
10744       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
10745       // allocation.
10746       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
10747     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
10748       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
10749     }
10750   }
10751
10752   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
10753   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
10754   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
10755   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() &&
10756       TD->getABITypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
10757     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
10758
10759   return 0;
10760 }
10761
10762 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
10763   Value *Op = FI.getOperand(0);
10764
10765   // free undef -> unreachable.
10766   if (isa<UndefValue>(Op)) {
10767     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
10768     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
10769                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), &FI);
10770     return EraseInstFromFunction(FI);
10771   }
10772   
10773   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
10774   // when lots of inlining happens.
10775   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
10776     return EraseInstFromFunction(FI);
10777   
10778   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
10779   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
10780     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
10781     return &FI;
10782   }
10783   
10784   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
10785   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
10786     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
10787       AddToWorkList(GEPI);
10788       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
10789       return &FI;
10790     }
10791   }
10792   
10793   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
10794   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
10795     if (MI->hasOneUse()) {
10796       EraseInstFromFunction(FI);
10797       return EraseInstFromFunction(*MI);
10798     }
10799
10800   return 0;
10801 }
10802
10803
10804 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
10805 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
10806                                         const TargetData *TD) {
10807   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
10808   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
10809
10810   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CI)) {
10811     // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
10812     // directly if string length is small enough.
10813     std::string Str;
10814     if (GetConstantStringInfo(CE->getOperand(0), Str) && !Str.empty()) {
10815       unsigned len = Str.length();
10816       const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
10817       unsigned numBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
10818       // Replace LI with immediate integer store.
10819       if ((numBits >> 3) == len + 1) {
10820         APInt StrVal(numBits, 0);
10821         APInt SingleChar(numBits, 0);
10822         if (TD->isLittleEndian()) {
10823           for (signed i = len-1; i >= 0; i--) {
10824             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
10825             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10826           }
10827         } else {
10828           for (unsigned i = 0; i < len; i++) {
10829             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
10830             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10831           }
10832           // Append NULL at the end.
10833           SingleChar = 0;
10834           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
10835         }
10836         Value *NL = ConstantInt::get(StrVal);
10837         return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, NL);
10838       }
10839     }
10840   }
10841
10842   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
10843   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
10844     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10845
10846     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
10847          isa<VectorType>(DestPTy)) {
10848       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
10849       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
10850       // constants.
10851       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
10852         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
10853           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
10854             Value *Idxs[2];
10855             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
10856             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
10857             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
10858             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
10859           }
10860
10861       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
10862             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
10863           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
10864           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
10865           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
10866           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
10867                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
10868
10869         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
10870         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
10871         // the result of the loaded value.
10872         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
10873                                                              CI->getName(),
10874                                                          LI.isVolatile()),LI);
10875         // Now cast the result of the load.
10876         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
10877       }
10878     }
10879   }
10880   return 0;
10881 }
10882
10883 /// isSafeToLoadUnconditionally - Return true if we know that executing a load
10884 /// from this value cannot trap.  If it is not obviously safe to load from the
10885 /// specified pointer, we do a quick local scan of the basic block containing
10886 /// ScanFrom, to determine if the address is already accessed.
10887 static bool isSafeToLoadUnconditionally(Value *V, Instruction *ScanFrom) {
10888   // If it is an alloca it is always safe to load from.
10889   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
10890
10891   // If it is a global variable it is mostly safe to load from.
10892   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
10893     // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
10894     return !isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage();
10895
10896   // Otherwise, be a little bit agressive by scanning the local block where we
10897   // want to check to see if the pointer is already being loaded or stored
10898   // from/to.  If so, the previous load or store would have already trapped,
10899   // so there is no harm doing an extra load (also, CSE will later eliminate
10900   // the load entirely).
10901   BasicBlock::iterator BBI = ScanFrom, E = ScanFrom->getParent()->begin();
10902
10903   while (BBI != E) {
10904     --BBI;
10905
10906     // If we see a free or a call (which might do a free) the pointer could be
10907     // marked invalid.
10908     if (isa<FreeInst>(BBI) || isa<CallInst>(BBI))
10909       return false;
10910     
10911     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
10912       if (LI->getOperand(0) == V) return true;
10913     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
10914       if (SI->getOperand(1) == V) return true;
10915     }
10916
10917   }
10918   return false;
10919 }
10920
10921 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
10922   Value *Op = LI.getOperand(0);
10923
10924   // Attempt to improve the alignment.
10925   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Op);
10926   if (KnownAlign >
10927       (LI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(LI.getType()) :
10928                                 LI.getAlignment()))
10929     LI.setAlignment(KnownAlign);
10930
10931   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
10932   if (isa<CastInst>(Op))
10933     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
10934       return Res;
10935
10936   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
10937   if (LI.isVolatile()) return 0;
10938   
10939   // Do really simple store-to-load forwarding and load CSE, to catch cases
10940   // where there are several consequtive memory accesses to the same location,
10941   // separated by a few arithmetic operations.
10942   BasicBlock::iterator BBI = &LI;
10943   if (Value *AvailableVal = FindAvailableLoadedValue(Op, LI.getParent(), BBI,6))
10944     return ReplaceInstUsesWith(LI, AvailableVal);
10945
10946   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
10947     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
10948     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10949     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) &&
10950         cast<PointerType>(GEPI0->getType())->getAddressSpace() == 0) {
10951       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
10952       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
10953       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
10954       // CFG.
10955       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10956                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10957       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10958     }
10959   } 
10960
10961   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
10962     // load null/undef -> undef
10963     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
10964     if (isa<UndefValue>(C) || (C->isNullValue() && 
10965         cast<PointerType>(Op->getType())->getAddressSpace() == 0)) {
10966       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
10967       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
10968       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
10969       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10970                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10971       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10972     }
10973
10974     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
10975     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
10976       if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
10977         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
10978
10979     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
10980     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op)) {
10981       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
10982         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
10983           if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
10984             if (Constant *V = 
10985                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
10986               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
10987         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
10988           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
10989           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
10990           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
10991           // CFG.
10992           new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
10993                         Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
10994           return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
10995         }
10996
10997       } else if (CE->isCast()) {
10998         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
10999           return Res;
11000       }
11001     }
11002   }
11003     
11004   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
11005   // is all undef or zero, we know what it loads.
11006   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op->getUnderlyingObject())){
11007     if (GV->isConstant() && GV->hasInitializer()) {
11008       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
11009         return ReplaceInstUsesWith(LI, Constant::getNullValue(LI.getType()));
11010       else if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
11011         return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
11012     }
11013   }
11014
11015   if (Op->hasOneUse()) {
11016     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
11017     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
11018     // exposes redundancy in the code.
11019     //
11020     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
11021     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
11022     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
11023     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
11024     // unconditionally.
11025     //
11026     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
11027       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
11028       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
11029           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
11030         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
11031                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
11032         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
11033                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
11034         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), V1, V2);
11035       }
11036
11037       // load (select (cond, null, P)) -> load P
11038       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
11039         if (C->isNullValue()) {
11040           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
11041           return &LI;
11042         }
11043
11044       // load (select (cond, P, null)) -> load P
11045       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
11046         if (C->isNullValue()) {
11047           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
11048           return &LI;
11049         }
11050     }
11051   }
11052   return 0;
11053 }
11054
11055 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
11056 /// when possible.
11057 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
11058   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
11059   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
11060
11061   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
11062   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
11063     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11064
11065     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
11066       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
11067       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
11068       // constants.
11069       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
11070         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
11071           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
11072             Value* Idxs[2];
11073             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
11074             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
11075             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
11076             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
11077           }
11078
11079       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
11080           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
11081                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
11082
11083         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
11084         // the same size.  Instead of casting the pointer before 
11085         // the store, cast the value to be stored.
11086         Value *NewCast;
11087         Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
11088         Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
11089         const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
11090         const Type* CastDstTy = SrcPTy;
11091         if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
11092           if (CastSrcTy->isInteger())
11093             opcode = Instruction::IntToPtr;
11094         } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
11095           if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
11096             opcode = Instruction::PtrToInt;
11097         }
11098         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
11099           NewCast = ConstantExpr::getCast(opcode, C, CastDstTy);
11100         else
11101           NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
11102             CastInst::Create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
11103             SI);
11104         return new StoreInst(NewCast, CastOp);
11105       }
11106     }
11107   }
11108   return 0;
11109 }
11110
11111 /// equivalentAddressValues - Test if A and B will obviously have the same
11112 /// value. This includes recognizing that %t0 and %t1 will have the same
11113 /// value in code like this:
11114 ///   %t0 = getelementptr @a, 0, 3
11115 ///   store i32 0, i32* %t0
11116 ///   %t1 = getelementptr @a, 0, 3
11117 ///   %t2 = load i32* %t1
11118 ///
11119 static bool equivalentAddressValues(Value *A, Value *B) {
11120   // Test if the values are trivially equivalent.
11121   if (A == B) return true;
11122   
11123   // Test if the values come form identical arithmetic instructions.
11124   if (isa<BinaryOperator>(A) ||
11125       isa<CastInst>(A) ||
11126       isa<PHINode>(A) ||
11127       isa<GetElementPtrInst>(A))
11128     if (Instruction *BI = dyn_cast<Instruction>(B))
11129       if (cast<Instruction>(A)->isIdenticalTo(BI))
11130         return true;
11131   
11132   // Otherwise they may not be equivalent.
11133   return false;
11134 }
11135
11136 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
11137   Value *Val = SI.getOperand(0);
11138   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
11139
11140   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
11141     EraseInstFromFunction(SI);
11142     ++NumCombined;
11143     return 0;
11144   }
11145   
11146   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
11147   // alloca dead.
11148   if (Ptr->hasOneUse() && !SI.isVolatile()) {
11149     if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
11150       EraseInstFromFunction(SI);
11151       ++NumCombined;
11152       return 0;
11153     }
11154     
11155     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
11156       if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) &&
11157           GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
11158         EraseInstFromFunction(SI);
11159         ++NumCombined;
11160         return 0;
11161       }
11162   }
11163
11164   // Attempt to improve the alignment.
11165   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr);
11166   if (KnownAlign >
11167       (SI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(Val->getType()) :
11168                                 SI.getAlignment()))
11169     SI.setAlignment(KnownAlign);
11170
11171   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consequtive
11172   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
11173   // situation often occurs with bitfield accesses.
11174   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
11175   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
11176        --ScanInsts) {
11177     --BBI;
11178     
11179     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
11180       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
11181       if (!PrevSI->isVolatile() &&equivalentAddressValues(PrevSI->getOperand(1),
11182                                                           SI.getOperand(1))) {
11183         ++NumDeadStore;
11184         ++BBI;
11185         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
11186         continue;
11187       }
11188       break;
11189     }
11190     
11191     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
11192     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
11193     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
11194     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
11195       if (LI == Val && equivalentAddressValues(LI->getOperand(0), Ptr) &&
11196           !SI.isVolatile()) {
11197         EraseInstFromFunction(SI);
11198         ++NumCombined;
11199         return 0;
11200       }
11201       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
11202       // may not be dead.
11203       break;
11204     }
11205     
11206     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
11207     if (BBI->mayWriteToMemory() || BBI->mayReadFromMemory())
11208       break;
11209   }
11210   
11211   
11212   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
11213
11214   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
11215   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
11216     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
11217       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
11218       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
11219         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
11220       ++NumCombined;
11221     }
11222     return 0;  // Do not modify these!
11223   }
11224
11225   // store undef, Ptr -> noop
11226   if (isa<UndefValue>(Val)) {
11227     EraseInstFromFunction(SI);
11228     ++NumCombined;
11229     return 0;
11230   }
11231
11232   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
11233   // source instead.
11234   if (isa<CastInst>(Ptr))
11235     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11236       return Res;
11237   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
11238     if (CE->isCast())
11239       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
11240         return Res;
11241
11242   
11243   // If this store is the last instruction in the basic block, and if the block
11244   // ends with an unconditional branch, try to move it to the successor block.
11245   BBI = &SI; ++BBI;
11246   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
11247     if (BI->isUnconditional())
11248       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
11249         return 0;  // xform done!
11250   
11251   return 0;
11252 }
11253
11254 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
11255 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
11256 /// into a phi node with a store in the successor.
11257 ///
11258 /// Simplify things like:
11259 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
11260 /// into a phi node with a store in the successor.
11261 ///
11262 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
11263   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
11264   
11265   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
11266   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
11267   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
11268   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
11269   
11270   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
11271   // the other predecessor.
11272   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
11273   BasicBlock *OtherBB = 0;
11274   if (*PI != StoreBB)
11275     OtherBB = *PI;
11276   ++PI;
11277   if (PI == pred_end(DestBB))
11278     return false;
11279   
11280   if (*PI != StoreBB) {
11281     if (OtherBB)
11282       return false;
11283     OtherBB = *PI;
11284   }
11285   if (++PI != pred_end(DestBB))
11286     return false;
11287
11288   // Bail out if all the relevant blocks aren't distinct (this can happen,
11289   // for example, if SI is in an infinite loop)
11290   if (StoreBB == DestBB || OtherBB == DestBB)
11291     return false;
11292
11293   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
11294   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
11295   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
11296   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
11297     return false;
11298   
11299   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
11300   // else' case.  there is an instruction before the branch.
11301   StoreInst *OtherStore = 0;
11302   if (OtherBr->isUnconditional()) {
11303     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
11304     --BBI;
11305     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
11306     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
11307       return false;
11308   } else {
11309     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
11310     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
11311     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
11312         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
11313       return false;
11314     
11315     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
11316     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
11317     // lives in OtherBB.
11318     for (;; --BBI) {
11319       // Check to see if we find the matching store.
11320       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
11321         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
11322           return false;
11323         break;
11324       }
11325       // If we find something that may be using or overwriting the stored
11326       // value, or if we run out of instructions, we can't do the xform.
11327       if (BBI->mayReadFromMemory() || BBI->mayWriteToMemory() ||
11328           BBI == OtherBB->begin())
11329         return false;
11330     }
11331     
11332     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
11333     // make sure nothing reads or overwrites the stored value in
11334     // StoreBB.
11335     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
11336       // FIXME: This should really be AA driven.
11337       if (I->mayReadFromMemory() || I->mayWriteToMemory())
11338         return false;
11339     }
11340   }
11341   
11342   // Insert a PHI node now if we need it.
11343   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
11344   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
11345     PHINode *PN = PHINode::Create(MergedVal->getType(), "storemerge");
11346     PN->reserveOperandSpace(2);
11347     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
11348     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
11349     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
11350   }
11351   
11352   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
11353   // insert it.
11354   BBI = DestBB->getFirstNonPHI();
11355   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
11356                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
11357   
11358   // Nuke the old stores.
11359   EraseInstFromFunction(SI);
11360   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
11361   ++NumCombined;
11362   return true;
11363 }
11364
11365
11366 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
11367   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
11368   Value *X = 0;
11369   BasicBlock *TrueDest;
11370   BasicBlock *FalseDest;
11371   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
11372       !isa<Constant>(X)) {
11373     // Swap Destinations and condition...
11374     BI.setCondition(X);
11375     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11376     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11377     return &BI;
11378   }
11379
11380   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
11381   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
11382   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
11383                              TrueDest, FalseDest)))
11384     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
11385          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
11386       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
11387       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
11388       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
11389       NewSCC->takeName(I);
11390       // Swap Destinations and condition...
11391       BI.setCondition(NewSCC);
11392       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11393       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11394       RemoveFromWorkList(I);
11395       I->eraseFromParent();
11396       AddToWorkList(NewSCC);
11397       return &BI;
11398     }
11399
11400   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
11401   ICmpInst::Predicate IPred;
11402   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
11403                       TrueDest, FalseDest)))
11404     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
11405          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
11406          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
11407       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
11408       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
11409       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
11410       NewSCC->takeName(I);
11411       // Swap Destinations and condition...
11412       BI.setCondition(NewSCC);
11413       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
11414       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
11415       RemoveFromWorkList(I);
11416       I->eraseFromParent();;
11417       AddToWorkList(NewSCC);
11418       return &BI;
11419     }
11420
11421   return 0;
11422 }
11423
11424 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
11425   Value *Cond = SI.getCondition();
11426   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
11427     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
11428       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
11429         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
11430         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
11431           SI.setOperand(i,ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
11432                                                 AddRHS));
11433         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
11434         AddToWorkList(I);
11435         return &SI;
11436       }
11437   }
11438   return 0;
11439 }
11440
11441 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
11442   Value *Agg = EV.getAggregateOperand();
11443
11444   if (!EV.hasIndices())
11445     return ReplaceInstUsesWith(EV, Agg);
11446
11447   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Agg)) {
11448     if (isa<UndefValue>(C))
11449       return ReplaceInstUsesWith(EV, UndefValue::get(EV.getType()));
11450       
11451     if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
11452       return ReplaceInstUsesWith(EV, Constant::getNullValue(EV.getType()));
11453
11454     if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantStruct>(C)) {
11455       // Extract the element indexed by the first index out of the constant
11456       Value *V = C->getOperand(*EV.idx_begin());
11457       if (EV.getNumIndices() > 1)
11458         // Extract the remaining indices out of the constant indexed by the
11459         // first index
11460         return ExtractValueInst::Create(V, EV.idx_begin() + 1, EV.idx_end());
11461       else
11462         return ReplaceInstUsesWith(EV, V);
11463     }
11464     return 0; // Can't handle other constants
11465   } 
11466   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
11467     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
11468     const unsigned *exti, *exte, *insi, *inse;
11469     for (exti = EV.idx_begin(), insi = IV->idx_begin(),
11470          exte = EV.idx_end(), inse = IV->idx_end();
11471          exti != exte && insi != inse;
11472          ++exti, ++insi) {
11473       if (*insi != *exti)
11474         // The insert and extract both reference distinctly different elements.
11475         // This means the extract is not influenced by the insert, and we can
11476         // replace the aggregate operand of the extract with the aggregate
11477         // operand of the insert. i.e., replace
11478         // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
11479         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 0
11480         // with
11481         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 0
11482         return ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
11483                                         EV.idx_begin(), EV.idx_end());
11484     }
11485     if (exti == exte && insi == inse)
11486       // Both iterators are at the end: Index lists are identical. Replace
11487       // %B = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
11488       // %C = extractvalue { i32, { i32 } } %B, 1, 0
11489       // with "i32 42"
11490       return ReplaceInstUsesWith(EV, IV->getInsertedValueOperand());
11491     if (exti == exte) {
11492       // The extract list is a prefix of the insert list. i.e. replace
11493       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
11494       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1
11495       // with
11496       // %X = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 1
11497       // %E = insertvalue { i32 } %X, i32 42, 0
11498       // by switching the order of the insert and extract (though the
11499       // insertvalue should be left in, since it may have other uses).
11500       Value *NewEV = InsertNewInstBefore(
11501         ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
11502                                  EV.idx_begin(), EV.idx_end()),
11503         EV);
11504       return InsertValueInst::Create(NewEV, IV->getInsertedValueOperand(),
11505                                      insi, inse);
11506     }
11507     if (insi == inse)
11508       // The insert list is a prefix of the extract list
11509       // We can simply remove the common indices from the extract and make it
11510       // operate on the inserted value instead of the insertvalue result.
11511       // i.e., replace
11512       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
11513       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1, 0
11514       // with
11515       // %E extractvalue { i32 } { i32 42 }, 0
11516       return ExtractValueInst::Create(IV->getInsertedValueOperand(), 
11517                                       exti, exte);
11518   }
11519   // Can't simplify extracts from other values. Note that nested extracts are
11520   // already simplified implicitely by the above (extract ( extract (insert) )
11521   // will be translated into extract ( insert ( extract ) ) first and then just
11522   // the value inserted, if appropriate).
11523   return 0;
11524 }
11525
11526 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
11527 /// is to leave as a vector operation.
11528 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
11529   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
11530     return true;
11531   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
11532     if (isConstant) return true;
11533     // If all elts are the same, we can extract.
11534     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
11535     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
11536       if (C->getOperand(i) != Op0)
11537         return false;
11538     return true;
11539   }
11540   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
11541   if (!I) return false;
11542   
11543   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
11544   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
11545   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
11546       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
11547     return true;
11548   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
11549     return true;
11550   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
11551     if (BO->hasOneUse() &&
11552         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
11553          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
11554       return true;
11555   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
11556     if (CI->hasOneUse() &&
11557         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
11558          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
11559       return true;
11560   
11561   return false;
11562 }
11563
11564 /// Read and decode a shufflevector mask.
11565 ///
11566 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
11567 /// elements in the input.
11568 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
11569   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
11570   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
11571     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
11572   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
11573     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
11574
11575   std::vector<unsigned> Result;
11576   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
11577   for (User::const_op_iterator i = CP->op_begin(), e = CP->op_end(); i!=e; ++i)
11578     if (isa<UndefValue>(*i))
11579       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
11580     else
11581       Result.push_back(cast<ConstantInt>(*i)->getZExtValue());
11582   return Result;
11583 }
11584
11585 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
11586 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
11587 /// extracted from the vector.
11588 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
11589   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
11590   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
11591   unsigned Width = PTy->getNumElements();
11592   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
11593     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11594   
11595   if (isa<UndefValue>(V))
11596     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11597   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
11598     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
11599   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
11600     return CP->getOperand(EltNo);
11601   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11602     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
11603     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
11604       return 0;
11605     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
11606     
11607     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
11608     // inserted value.
11609     if (EltNo == IIElt) 
11610       return III->getOperand(1);
11611     
11612     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
11613     // vector input.
11614     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
11615   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
11616     unsigned LHSWidth =
11617       cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11618     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
11619     if (InEl < LHSWidth)
11620       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
11621     else if (InEl < LHSWidth*2)
11622       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - LHSWidth);
11623     else
11624       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
11625   }
11626   
11627   // Otherwise, we don't know.
11628   return 0;
11629 }
11630
11631 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
11632   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
11633   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
11634     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11635
11636   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
11637   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
11638     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
11639   
11640   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
11641     // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
11642     // that element. When the elements are not identical, we cannot replace yet
11643     // (we do that below, but only when the index is constant).
11644     Constant *op0 = C->getOperand(0);
11645     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
11646       if (C->getOperand(i) != op0) {
11647         op0 = 0; 
11648         break;
11649       }
11650     if (op0)
11651       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
11652   }
11653   
11654   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
11655   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
11656   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
11657     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
11658     unsigned VectorWidth = 
11659       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11660       
11661     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
11662     // crashing the code below.
11663     if (IndexVal >= VectorWidth)
11664       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11665     
11666     // This instruction only demands the single element from the input vector.
11667     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
11668     // property.
11669     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
11670       uint64_t UndefElts;
11671       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
11672                                                 1 << IndexVal,
11673                                                 UndefElts)) {
11674         EI.setOperand(0, V);
11675         return &EI;
11676       }
11677     }
11678     
11679     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
11680       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
11681     
11682     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
11683     // the same number of elements, see if we can find the source element from
11684     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
11685     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
11686       if (const VectorType *VT = 
11687               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
11688         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
11689           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
11690             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
11691     }
11692   }
11693   
11694   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
11695     if (I->hasOneUse()) {
11696       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
11697       // profitable to do so
11698       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
11699         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
11700         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
11701           ExtractElementInst *newEI0 = 
11702             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
11703                                    EI.getName()+".lhs");
11704           ExtractElementInst *newEI1 =
11705             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
11706                                    EI.getName()+".rhs");
11707           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
11708           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
11709           return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
11710         }
11711       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
11712         unsigned AS = 
11713           cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
11714         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(I->getOperand(0),
11715                                          PointerType::get(EI.getType(), AS),EI);
11716         GetElementPtrInst *GEP =
11717           GetElementPtrInst::Create(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName()+".gep");
11718         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
11719         return new LoadInst(GEP);
11720       }
11721     }
11722     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
11723       // Extracting the inserted element?
11724       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
11725         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
11726       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
11727       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
11728       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
11729           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
11730         AddUsesToWorkList(EI);
11731         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
11732         return &EI;
11733       }
11734     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
11735       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
11736       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
11737       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
11738         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
11739         Value *Src;
11740         unsigned LHSWidth =
11741           cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
11742
11743         if (SrcIdx < LHSWidth)
11744           Src = SVI->getOperand(0);
11745         else if (SrcIdx < LHSWidth*2) {
11746           SrcIdx -= LHSWidth;
11747           Src = SVI->getOperand(1);
11748         } else {
11749           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
11750         }
11751         return new ExtractElementInst(Src, SrcIdx);
11752       }
11753     }
11754   }
11755   return 0;
11756 }
11757
11758 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
11759 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
11760 /// Otherwise, return false.
11761 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
11762                                          std::vector<Constant*> &Mask) {
11763   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
11764          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
11765   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
11766
11767   if (isa<UndefValue>(V)) {
11768     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11769     return true;
11770   } else if (V == LHS) {
11771     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11772       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
11773     return true;
11774   } else if (V == RHS) {
11775     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11776       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i+NumElts));
11777     return true;
11778   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11779     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
11780     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
11781     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
11782     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
11783     
11784     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
11785       return false;
11786     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11787     
11788     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
11789       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
11790       // transitively ok.
11791       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
11792         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
11793         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::Int32Ty);
11794         return true;
11795       }      
11796     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
11797       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
11798           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
11799         unsigned ExtractedIdx =
11800           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11801         
11802         // This must be extracting from either LHS or RHS.
11803         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
11804           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
11805           // transitively ok.
11806           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
11807             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
11808             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
11809               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11810                  ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
11811             } else {
11812               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
11813               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11814                 ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
11815               
11816             }
11817             return true;
11818           }
11819         }
11820       }
11821     }
11822   }
11823   // TODO: Handle shufflevector here!
11824   
11825   return false;
11826 }
11827
11828 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
11829 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
11830 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
11831 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
11832                                      Value *&RHS) {
11833   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
11834          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
11835          "Invalid shuffle!");
11836   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
11837
11838   if (isa<UndefValue>(V)) {
11839     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11840     return V;
11841   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
11842     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0));
11843     return V;
11844   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
11845     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
11846     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
11847     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
11848     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
11849     
11850     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
11851       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
11852           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
11853         unsigned ExtractedIdx =
11854           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11855         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11856         
11857         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
11858         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
11859         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
11860           RHS = EI->getOperand(0);
11861           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
11862           Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
11863             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
11864           return V;
11865         }
11866         
11867         if (VecOp == RHS) {
11868           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
11869           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
11870           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
11871             if (i != InsertedIdx)
11872               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+i);
11873           }
11874           return V;
11875         }
11876         
11877         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
11878         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
11879         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
11880           return EI->getOperand(0);
11881         
11882       }
11883     }
11884   }
11885   // TODO: Handle shufflevector here!
11886   
11887   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
11888   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
11889     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
11890   return V;
11891 }
11892
11893 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
11894   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
11895   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
11896   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
11897   
11898   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
11899   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
11900     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
11901   
11902   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
11903   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
11904   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
11905     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
11906         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
11907       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
11908       unsigned ExtractedIdx =
11909         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
11910       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
11911       
11912       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
11913         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
11914       
11915       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
11916         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
11917       
11918       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
11919       // back into the same place, just use the input vector.
11920       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
11921         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
11922       
11923       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
11924       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
11925       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
11926       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
11927       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
11928         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
11929         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
11930         // Build a new shuffle mask.
11931         std::vector<Constant*> Mask;
11932         if (isa<UndefValue>(VecOp))
11933           Mask.assign(NumVectorElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11934         else {
11935           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
11936           Mask.assign(NumVectorElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
11937                                                        NumVectorElts));
11938         } 
11939         Mask[InsertedIdx] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
11940         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
11941                                      ConstantVector::get(Mask));
11942       }
11943       
11944       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
11945       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
11946       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
11947         std::vector<Constant*> Mask;
11948         Value *RHS = 0;
11949         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
11950         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
11951         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
11952         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
11953       }
11954     }
11955   }
11956
11957   return 0;
11958 }
11959
11960
11961 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
11962   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
11963   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
11964   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
11965
11966   bool MadeChange = false;
11967
11968   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
11969   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
11970     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
11971
11972   uint64_t UndefElts;
11973   unsigned VWidth = cast<VectorType>(SVI.getType())->getNumElements();
11974
11975   if (VWidth != cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements())
11976     return 0;
11977
11978   uint64_t AllOnesEltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
11979   if (VWidth <= 64 &&
11980       SimplifyDemandedVectorElts(&SVI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
11981     LHS = SVI.getOperand(0);
11982     RHS = SVI.getOperand(1);
11983     MadeChange = true;
11984   }
11985   
11986   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
11987   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
11988   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
11989     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
11990       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
11991       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
11992     }
11993     
11994     // Remap any references to RHS to use LHS.
11995     std::vector<Constant*> Elts;
11996     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
11997       if (Mask[i] >= 2*e)
11998         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
11999       else {
12000         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
12001             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS))) {
12002           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
12003           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
12004         } else {
12005           Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
12006           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
12007         }
12008       }
12009     }
12010     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
12011     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
12012     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
12013     LHS = SVI.getOperand(0);
12014     RHS = SVI.getOperand(1);
12015     MadeChange = true;
12016   }
12017   
12018   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
12019   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
12020     
12021   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
12022     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
12023     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
12024     isLHSID &= (Mask[i] == i);
12025       
12026     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
12027     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
12028   }
12029
12030   // Eliminate identity shuffles.
12031   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
12032   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
12033   
12034   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
12035   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
12036   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
12037   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
12038   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
12039   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
12040   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
12041   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
12042   // (splat(splat)) -> splat.
12043   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
12044     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
12045       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
12046
12047       std::vector<unsigned> NewMask;
12048       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
12049         if (Mask[i] >= 2*e)
12050           NewMask.push_back(2*e);
12051         else
12052           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
12053       
12054       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
12055       // the replacement.
12056       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
12057         std::vector<Constant*> Elts;
12058         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
12059           if (NewMask[i] >= e*2) {
12060             Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
12061           } else {
12062             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
12063           }
12064         }
12065         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
12066                                      LHSSVI->getOperand(1),
12067                                      ConstantVector::get(Elts));
12068       }
12069     }
12070   }
12071
12072   return MadeChange ? &SVI : 0;
12073 }
12074
12075
12076
12077
12078 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
12079 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
12080 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
12081 /// end of its block.
12082 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
12083   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
12084
12085   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
12086   if (isa<PHINode>(I) || I->mayWriteToMemory() || isa<TerminatorInst>(I))
12087     return false;
12088
12089   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
12090   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
12091         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
12092     return false;
12093
12094   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
12095   // the end of block that could change the value.
12096   if (I->mayReadFromMemory()) {
12097     for (BasicBlock::iterator Scan = I, E = I->getParent()->end();
12098          Scan != E; ++Scan)
12099       if (Scan->mayWriteToMemory())
12100         return false;
12101   }
12102
12103   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstNonPHI();
12104
12105   I->moveBefore(InsertPos);
12106   ++NumSunkInst;
12107   return true;
12108 }
12109
12110
12111 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
12112 /// all reachable code to the worklist.
12113 ///
12114 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
12115 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
12116 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
12117 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
12118 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
12119 ///
12120 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
12121                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
12122                                        InstCombiner &IC,
12123                                        const TargetData *TD) {
12124   SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
12125   Worklist.push_back(BB);
12126
12127   while (!Worklist.empty()) {
12128     BB = Worklist.back();
12129     Worklist.pop_back();
12130     
12131     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
12132     if (!Visited.insert(BB)) continue;
12133
12134     DbgInfoIntrinsic *DBI_Prev = NULL;
12135     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
12136       Instruction *Inst = BBI++;
12137       
12138       // DCE instruction if trivially dead.
12139       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
12140         ++NumDeadInst;
12141         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
12142         Inst->eraseFromParent();
12143         continue;
12144       }
12145       
12146       // ConstantProp instruction if trivially constant.
12147       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD)) {
12148         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
12149         Inst->replaceAllUsesWith(C);
12150         ++NumConstProp;
12151         Inst->eraseFromParent();
12152         continue;
12153       }
12154      
12155       // If there are two consecutive llvm.dbg.stoppoint calls then
12156       // it is likely that the optimizer deleted code in between these
12157       // two intrinsics. 
12158       DbgInfoIntrinsic *DBI_Next = dyn_cast<DbgInfoIntrinsic>(Inst);
12159       if (DBI_Next) {
12160         if (DBI_Prev
12161             && DBI_Prev->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint
12162             && DBI_Next->getIntrinsicID() == llvm::Intrinsic::dbg_stoppoint) {
12163           IC.RemoveFromWorkList(DBI_Prev);
12164           DBI_Prev->eraseFromParent();
12165         }
12166         DBI_Prev = DBI_Next;
12167       }
12168
12169       IC.AddToWorkList(Inst);
12170     }
12171
12172     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
12173     // constant, only visit the reachable successor.
12174     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
12175     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
12176       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
12177         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
12178         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
12179         Worklist.push_back(ReachableBB);
12180         continue;
12181       }
12182     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
12183       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
12184         // See if this is an explicit destination.
12185         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12186           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
12187             BasicBlock *ReachableBB = SI->getSuccessor(i);
12188             Worklist.push_back(ReachableBB);
12189             continue;
12190           }
12191         
12192         // Otherwise it is the default destination.
12193         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
12194         continue;
12195       }
12196     }
12197     
12198     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
12199       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
12200   }
12201 }
12202
12203 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
12204   bool Changed = false;
12205   TD = &getAnalysis<TargetData>();
12206   
12207   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
12208              << F.getNameStr() << "\n");
12209
12210   {
12211     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
12212     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
12213     // track of which blocks we visit.
12214     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
12215     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
12216
12217     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
12218     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
12219     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
12220     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
12221       if (!Visited.count(BB)) {
12222         Instruction *Term = BB->getTerminator();
12223         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
12224           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
12225
12226           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12227           ++NumDeadInst;
12228
12229           if (!I->use_empty())
12230             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
12231           I->eraseFromParent();
12232         }
12233       }
12234   }
12235
12236   while (!Worklist.empty()) {
12237     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
12238     if (I == 0) continue;  // skip null values.
12239
12240     // Check to see if we can DCE the instruction.
12241     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12242       // Add operands to the worklist.
12243       if (I->getNumOperands() < 4)
12244         AddUsesToWorkList(*I);
12245       ++NumDeadInst;
12246
12247       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
12248
12249       I->eraseFromParent();
12250       RemoveFromWorkList(I);
12251       continue;
12252     }
12253
12254     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
12255     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD)) {
12256       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
12257
12258       // Add operands to the worklist.
12259       AddUsesToWorkList(*I);
12260       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
12261
12262       ++NumConstProp;
12263       I->eraseFromParent();
12264       RemoveFromWorkList(I);
12265       continue;
12266     }
12267
12268     if (TD && I->getType()->getTypeID() == Type::VoidTyID) {
12269       // See if we can constant fold its operands.
12270       for (User::op_iterator i = I->op_begin(), e = I->op_end(); i != e; ++i) {
12271         if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(i)) {
12272           if (Constant *NewC = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD))
12273             i->set(NewC);
12274         }
12275       }
12276     }
12277
12278     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
12279     if (I->hasOneUse()) {
12280       BasicBlock *BB = I->getParent();
12281       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
12282       if (UserParent != BB) {
12283         bool UserIsSuccessor = false;
12284         // See if the user is one of our successors.
12285         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
12286           if (*SI == UserParent) {
12287             UserIsSuccessor = true;
12288             break;
12289           }
12290
12291         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
12292         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
12293         // otherwise), we can keep going.
12294         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
12295             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
12296           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
12297           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
12298       }
12299     }
12300
12301     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
12302 #ifndef NDEBUG
12303     std::string OrigI;
12304 #endif
12305     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
12306     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
12307       ++NumCombined;
12308       // Should we replace the old instruction with a new one?
12309       if (Result != I) {
12310         DOUT << "IC: Old = " << *I
12311              << "    New = " << *Result;
12312
12313         // Everything uses the new instruction now.
12314         I->replaceAllUsesWith(Result);
12315
12316         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
12317         AddToWorkList(Result);
12318         AddUsersToWorkList(*Result);
12319
12320         // Move the name to the new instruction first.
12321         Result->takeName(I);
12322
12323         // Insert the new instruction into the basic block...
12324         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
12325         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
12326
12327         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
12328           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
12329             ++InsertPos;
12330
12331         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
12332
12333         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
12334         // use counts.
12335         AddUsesToWorkList(*I);
12336
12337         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
12338         // we do not process an instruction that has been deleted.
12339         RemoveFromWorkList(I);
12340
12341         // Erase the old instruction.
12342         InstParent->getInstList().erase(I);
12343       } else {
12344 #ifndef NDEBUG
12345         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
12346              << "    New = " << *I;
12347 #endif
12348
12349         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
12350         // if so, remove it.
12351         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
12352           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
12353           // use counts.
12354           AddUsesToWorkList(*I);
12355
12356           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
12357           // occurrences of this instruction.
12358           RemoveFromWorkList(I);
12359           I->eraseFromParent();
12360         } else {
12361           AddToWorkList(I);
12362           AddUsersToWorkList(*I);
12363         }
12364       }
12365       Changed = true;
12366     }
12367   }
12368
12369   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
12370     
12371   // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
12372   WorklistMap.clear();
12373   return Changed;
12374 }
12375
12376
12377 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
12378   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
12379   
12380   bool EverMadeChange = false;
12381
12382   // Iterate while there is work to do.
12383   unsigned Iteration = 0;
12384   while (DoOneIteration(F, Iteration++))
12385     EverMadeChange = true;
12386   return EverMadeChange;
12387 }
12388
12389 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
12390   return new InstCombiner();
12391 }
12392
12393