lib/VMCore/ConstantFold.cpp

   1 //===- ConstantFold.cpp - LLVM constant folder ----------------------------===//
   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 // This file implements folding of constants for LLVM.  This implements the
  11 // (internal) ConstantFold.h interface, which is used by the
  12 // ConstantExpr::get* methods to automatically fold constants when possible.
  13 //
  14 // The current constant folding implementation is implemented in two pieces: the
  15 // template-based folder for simple primitive constants like ConstantInt, and
  16 // the special case hackery that we use to symbolically evaluate expressions
  17 // that use ConstantExprs.
  18 //
  19 //===----------------------------------------------------------------------===//
  20
  21 #include "ConstantFold.h"
  22 #include "llvm/Constants.h"
  23 #include "llvm/Instructions.h"
  24 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  25 #include "llvm/Function.h"
  26 #include "llvm/GlobalAlias.h"
  27 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  28 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  29 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  30 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
  31 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  32 #include <limits>
  33 using namespace llvm;
  34
  35 //===----------------------------------------------------------------------===//
  36 //                ConstantFold*Instruction Implementations
  37 //===----------------------------------------------------------------------===//
  38
  39 /// BitCastConstantVector - Convert the specified ConstantVector node to the
  40 /// specified vector type.  At this point, we know that the elements of the
  41 /// input vector constant are all simple integer or FP values.
  42 static Constant *BitCastConstantVector(ConstantVector *CV,
  43                                        const VectorType *DstTy) {
  44   // If this cast changes element count then we can't handle it here:
  45   // doing so requires endianness information.  This should be handled by
  46   // Analysis/ConstantFolding.cpp
  47   unsigned NumElts = DstTy->getNumElements();
  48   if (NumElts != CV->getNumOperands())
  49     return 0;
  50
  51   // Check to verify that all elements of the input are simple.
  52   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
  53     if (!isa<ConstantInt>(CV->getOperand(i)) &&
  54         !isa<ConstantFP>(CV->getOperand(i)))
  55       return 0;
  56   }
  57
  58   // Bitcast each element now.
  59   std::vector<Constant*> Result;
  60   const Type *DstEltTy = DstTy->getElementType();
  61   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
  62     Result.push_back(ConstantExpr::getBitCast(CV->getOperand(i), DstEltTy));
  63   return ConstantVector::get(Result);
  64 }
  65
  66 /// This function determines which opcode to use to fold two constant cast
  67 /// expressions together. It uses CastInst::isEliminableCastPair to determine
  68 /// the opcode. Consequently its just a wrapper around that function.
  69 /// @brief Determine if it is valid to fold a cast of a cast
  70 static unsigned
  71 foldConstantCastPair(
  72   unsigned opc,          ///< opcode of the second cast constant expression
  73   const ConstantExpr*Op, ///< the first cast constant expression
  74   const Type *DstTy      ///< desintation type of the first cast
  75 ) {
  76   assert(Op && Op->isCast() && "Can't fold cast of cast without a cast!");
  77   assert(DstTy && DstTy->isFirstClassType() && "Invalid cast destination type");
  78   assert(CastInst::isCast(opc) && "Invalid cast opcode");
  79
  80   // The the types and opcodes for the two Cast constant expressions
  81   const Type *SrcTy = Op->getOperand(0)->getType();
  82   const Type *MidTy = Op->getType();
  83   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(Op->getOpcode());
  84   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opc);
  85
  86   // Let CastInst::isEliminableCastPair do the heavy lifting.
  87   return CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy, DstTy,
  88                                         Type::Int64Ty);
  89 }
  90
  91 static Constant *FoldBitCast(Constant *V, const Type *DestTy) {
  92   const Type *SrcTy = V->getType();
  93   if (SrcTy == DestTy)
  94     return V; // no-op cast
  95
  96   // Check to see if we are casting a pointer to an aggregate to a pointer to
  97   // the first element.  If so, return the appropriate GEP instruction.
  98   if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(V->getType()))
  99     if (const PointerType *DPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy))
 100       if (PTy->getAddressSpace() == DPTy->getAddressSpace()) {
 101         SmallVector<Value*, 8> IdxList;
 102         IdxList.push_back(Constant::getNullValue(Type::Int32Ty));
 103         const Type *ElTy = PTy->getElementType();
 104         while (ElTy != DPTy->getElementType()) {
 105           if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ElTy)) {
 106             if (STy->getNumElements() == 0) break;
 107             ElTy = STy->getElementType(0);
 108             IdxList.push_back(Constant::getNullValue(Type::Int32Ty));
 109           } else if (const SequentialType *STy =
 110                      dyn_cast<SequentialType>(ElTy)) {
 111             if (isa<PointerType>(ElTy)) break;  // Can't index into pointers!
 112             ElTy = STy->getElementType();
 113             IdxList.push_back(IdxList[0]);
 114           } else {
 115             break;
 116           }
 117         }
 118
 119         if (ElTy == DPTy->getElementType())
 120           return ConstantExpr::getGetElementPtr(V, &IdxList[0], IdxList.size());
 121       }
 122
 123   // Handle casts from one vector constant to another.  We know that the src
 124   // and dest type have the same size (otherwise its an illegal cast).
 125   if (const VectorType *DestPTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
 126     if (const VectorType *SrcTy = dyn_cast<VectorType>(V->getType())) {
 127       assert(DestPTy->getBitWidth() == SrcTy->getBitWidth() &&
 128              "Not cast between same sized vectors!");
 129       // First, check for null.  Undef is already handled.
 130       if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
 131         return Constant::getNullValue(DestTy);
 132
 133       if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V))
 134         return BitCastConstantVector(CV, DestPTy);
 135     }
 136   }
 137
 138   // Finally, implement bitcast folding now.   The code below doesn't handle
 139   // bitcast right.
 140   if (isa<ConstantPointerNull>(V))  // ptr->ptr cast.
 141     return ConstantPointerNull::get(cast<PointerType>(DestTy));
 142
 143   // Handle integral constant input.
 144   if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 145     if (DestTy->isInteger())
 146       // Integral -> Integral. This is a no-op because the bit widths must
 147       // be the same. Consequently, we just fold to V.
 148       return V;
 149
 150     if (DestTy->isFloatingPoint()) {
 151       assert((DestTy == Type::DoubleTy || DestTy == Type::FloatTy) &&
 152              "Unknown FP type!");
 153       return ConstantFP::get(APFloat(CI->getValue()));
 154     }
 155     // Otherwise, can't fold this (vector?)
 156     return 0;
 157   }
 158
 159   // Handle ConstantFP input.
 160   if (const ConstantFP *FP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
 161     // FP -> Integral.
 162     if (DestTy == Type::Int32Ty) {
 163       return ConstantInt::get(FP->getValueAPF().bitcastToAPInt());
 164     } else {
 165       assert(DestTy == Type::Int64Ty && "only support f32/f64 for now!");
 166       return ConstantInt::get(FP->getValueAPF().bitcastToAPInt());
 167     }
 168   }
 169   return 0;
 170 }
 171
 172
 173 Constant *llvm::ConstantFoldCastInstruction(unsigned opc, const Constant *V,
 174                                             const Type *DestTy) {
 175   if (isa<UndefValue>(V)) {
 176     // zext(undef) = 0, because the top bits will be zero.
 177     // sext(undef) = 0, because the top bits will all be the same.
 178     // [us]itofp(undef) = 0, because the result value is bounded.
 179     if (opc == Instruction::ZExt || opc == Instruction::SExt ||
 180         opc == Instruction::UIToFP || opc == Instruction::SIToFP)
 181       return Constant::getNullValue(DestTy);
 182     return UndefValue::get(DestTy);
 183   }
 184   // No compile-time operations on this type yet.
 185   if (V->getType() == Type::PPC_FP128Ty || DestTy == Type::PPC_FP128Ty)
 186     return 0;
 187
 188   // If the cast operand is a constant expression, there's a few things we can
 189   // do to try to simplify it.
 190   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
 191     if (CE->isCast()) {
 192       // Try hard to fold cast of cast because they are often eliminable.
 193       if (unsigned newOpc = foldConstantCastPair(opc, CE, DestTy))
 194         return ConstantExpr::getCast(newOpc, CE->getOperand(0), DestTy);
 195     } else if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
 196       // If all of the indexes in the GEP are null values, there is no pointer
 197       // adjustment going on.  We might as well cast the source pointer.
 198       bool isAllNull = true;
 199       for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
 200         if (!CE->getOperand(i)->isNullValue()) {
 201           isAllNull = false;
 202           break;
 203         }
 204       if (isAllNull)
 205         // This is casting one pointer type to another, always BitCast
 206         return ConstantExpr::getPointerCast(CE->getOperand(0), DestTy);
 207     }
 208   }
 209
 210   // We actually have to do a cast now. Perform the cast according to the
 211   // opcode specified.
 212   switch (opc) {
 213   case Instruction::FPTrunc:
 214   case Instruction::FPExt:
 215     if (const ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
 216       bool ignored;
 217       APFloat Val = FPC->getValueAPF();
 218       Val.convert(DestTy == Type::FloatTy ? APFloat::IEEEsingle :
 219                   DestTy == Type::DoubleTy ? APFloat::IEEEdouble :
 220                   DestTy == Type::X86_FP80Ty ? APFloat::x87DoubleExtended :
 221                   DestTy == Type::FP128Ty ? APFloat::IEEEquad :
 222                   APFloat::Bogus,
 223                   APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored);
 224       return ConstantFP::get(Val);
 225     }
 226     return 0; // Can't fold.
 227   case Instruction::FPToUI:
 228   case Instruction::FPToSI:
 229     if (const ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
 230       const APFloat &V = FPC->getValueAPF();
 231       bool ignored;
 232       uint64_t x[2];
 233       uint32_t DestBitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
 234       (void) V.convertToInteger(x, DestBitWidth, opc==Instruction::FPToSI,
 235                                 APFloat::rmTowardZero, &ignored);
 236       APInt Val(DestBitWidth, 2, x);
 237       return ConstantInt::get(Val);
 238     }
 239     if (const ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
 240       std::vector<Constant*> res;
 241       const VectorType *DestVecTy = cast<VectorType>(DestTy);
 242       const Type *DstEltTy = DestVecTy->getElementType();
 243       for (unsigned i = 0, e = CV->getType()->getNumElements(); i != e; ++i)
 244         res.push_back(ConstantExpr::getCast(opc, CV->getOperand(i), DstEltTy));
 245       return ConstantVector::get(DestVecTy, res);
 246     }
 247     return 0; // Can't fold.
 248   case Instruction::IntToPtr:   //always treated as unsigned
 249     if (V->isNullValue())       // Is it an integral null value?
 250       return ConstantPointerNull::get(cast<PointerType>(DestTy));
 251     return 0;                   // Other pointer types cannot be casted
 252   case Instruction::PtrToInt:   // always treated as unsigned
 253     if (V->isNullValue())       // is it a null pointer value?
 254       return ConstantInt::get(DestTy, 0);
 255     return 0;                   // Other pointer types cannot be casted
 256   case Instruction::UIToFP:
 257   case Instruction::SIToFP:
 258     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 259       APInt api = CI->getValue();
 260       const uint64_t zero[] = {0, 0};
 261       APFloat apf = APFloat(APInt(DestTy->getPrimitiveSizeInBits(),
 262                                   2, zero));
 263       (void)apf.convertFromAPInt(api,
 264                                  opc==Instruction::SIToFP,
 265                                  APFloat::rmNearestTiesToEven);
 266       return ConstantFP::get(apf);
 267     }
 268     if (const ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
 269       std::vector<Constant*> res;
 270       const VectorType *DestVecTy = cast<VectorType>(DestTy);
 271       const Type *DstEltTy = DestVecTy->getElementType();
 272       for (unsigned i = 0, e = CV->getType()->getNumElements(); i != e; ++i)
 273         res.push_back(ConstantExpr::getCast(opc, CV->getOperand(i), DstEltTy));
 274       return ConstantVector::get(DestVecTy, res);
 275     }
 276     return 0;
 277   case Instruction::ZExt:
 278     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 279       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
 280       APInt Result(CI->getValue());
 281       Result.zext(BitWidth);
 282       return ConstantInt::get(Result);
 283     }
 284     return 0;
 285   case Instruction::SExt:
 286     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 287       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
 288       APInt Result(CI->getValue());
 289       Result.sext(BitWidth);
 290       return ConstantInt::get(Result);
 291     }
 292     return 0;
 293   case Instruction::Trunc:
 294     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 295       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
 296       APInt Result(CI->getValue());
 297       Result.trunc(BitWidth);
 298       return ConstantInt::get(Result);
 299     }
 300     return 0;
 301   case Instruction::BitCast:
 302     return FoldBitCast(const_cast<Constant*>(V), DestTy);
 303   default:
 304     assert(!"Invalid CE CastInst opcode");
 305     break;
 306   }
 307
 308   assert(0 && "Failed to cast constant expression");
 309   return 0;
 310 }
 311
 312 Constant *llvm::ConstantFoldSelectInstruction(const Constant *Cond,
 313                                               const Constant *V1,
 314                                               const Constant *V2) {
 315   if (const ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(Cond))
 316     return const_cast<Constant*>(CB->getZExtValue() ? V1 : V2);
 317
 318   if (isa<UndefValue>(V1)) return const_cast<Constant*>(V2);
 319   if (isa<UndefValue>(V2)) return const_cast<Constant*>(V1);
 320   if (isa<UndefValue>(Cond)) return const_cast<Constant*>(V1);
 321   if (V1 == V2) return const_cast<Constant*>(V1);
 322   return 0;
 323 }
 324
 325 Constant *llvm::ConstantFoldExtractElementInstruction(const Constant *Val,
 326                                                       const Constant *Idx) {
 327   if (isa<UndefValue>(Val))  // ee(undef, x) -> undef
 328     return UndefValue::get(cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
 329   if (Val->isNullValue())  // ee(zero, x) -> zero
 330     return Constant::getNullValue(
 331                           cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
 332
 333   if (const ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
 334     if (const ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
 335       return CVal->getOperand(CIdx->getZExtValue());
 336     } else if (isa<UndefValue>(Idx)) {
 337       // ee({w,x,y,z}, undef) -> w (an arbitrary value).
 338       return CVal->getOperand(0);
 339     }
 340   }
 341   return 0;
 342 }
 343
 344 Constant *llvm::ConstantFoldInsertElementInstruction(const Constant *Val,
 345                                                      const Constant *Elt,
 346                                                      const Constant *Idx) {
 347   const ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx);
 348   if (!CIdx) return 0;
 349   APInt idxVal = CIdx->getValue();
 350   if (isa<UndefValue>(Val)) {
 351     // Insertion of scalar constant into vector undef
 352     // Optimize away insertion of undef
 353     if (isa<UndefValue>(Elt))
 354       return const_cast<Constant*>(Val);
 355     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
 356     // the insertion
 357     unsigned numOps =
 358       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
 359     std::vector<Constant*> Ops;
 360     Ops.reserve(numOps);
 361     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
 362       const Constant *Op =
 363         (idxVal == i) ? Elt : UndefValue::get(Elt->getType());
 364       Ops.push_back(const_cast<Constant*>(Op));
 365     }
 366     return ConstantVector::get(Ops);
 367   }
 368   if (isa<ConstantAggregateZero>(Val)) {
 369     // Insertion of scalar constant into vector aggregate zero
 370     // Optimize away insertion of zero
 371     if (Elt->isNullValue())
 372       return const_cast<Constant*>(Val);
 373     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
 374     // the insertion
 375     unsigned numOps =
 376       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
 377     std::vector<Constant*> Ops;
 378     Ops.reserve(numOps);
 379     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
 380       const Constant *Op =
 381         (idxVal == i) ? Elt : Constant::getNullValue(Elt->getType());
 382       Ops.push_back(const_cast<Constant*>(Op));
 383     }
 384     return ConstantVector::get(Ops);
 385   }
 386   if (const ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
 387     // Insertion of scalar constant into vector constant
 388     std::vector<Constant*> Ops;
 389     Ops.reserve(CVal->getNumOperands());
 390     for (unsigned i = 0; i < CVal->getNumOperands(); ++i) {
 391       const Constant *Op =
 392         (idxVal == i) ? Elt : cast<Constant>(CVal->getOperand(i));
 393       Ops.push_back(const_cast<Constant*>(Op));
 394     }
 395     return ConstantVector::get(Ops);
 396   }
 397
 398   return 0;
 399 }
 400
 401 /// GetVectorElement - If C is a ConstantVector, ConstantAggregateZero or Undef
 402 /// return the specified element value.  Otherwise return null.
 403 static Constant *GetVectorElement(const Constant *C, unsigned EltNo) {
 404   if (const ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(C))
 405     return CV->getOperand(EltNo);
 406
 407   const Type *EltTy = cast<VectorType>(C->getType())->getElementType();
 408   if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
 409     return Constant::getNullValue(EltTy);
 410   if (isa<UndefValue>(C))
 411     return UndefValue::get(EltTy);
 412   return 0;
 413 }
 414
 415 Constant *llvm::ConstantFoldShuffleVectorInstruction(const Constant *V1,
 416                                                      const Constant *V2,
 417                                                      const Constant *Mask) {
 418   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
 419   if (isa<UndefValue>(Mask)) return UndefValue::get(V1->getType());
 420
 421   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V1->getType())->getNumElements();
 422   const Type *EltTy = cast<VectorType>(V1->getType())->getElementType();
 423
 424   // Loop over the shuffle mask, evaluating each element.
 425   SmallVector<Constant*, 32> Result;
 426   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
 427     Constant *InElt = GetVectorElement(Mask, i);
 428     if (InElt == 0) return 0;
 429
 430     if (isa<UndefValue>(InElt))
 431       InElt = UndefValue::get(EltTy);
 432     else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(InElt)) {
 433       unsigned Elt = CI->getZExtValue();
 434       if (Elt >= NumElts*2)
 435         InElt = UndefValue::get(EltTy);
 436       else if (Elt >= NumElts)
 437         InElt = GetVectorElement(V2, Elt-NumElts);
 438       else
 439         InElt = GetVectorElement(V1, Elt);
 440       if (InElt == 0) return 0;
 441     } else {
 442       // Unknown value.
 443       return 0;
 444     }
 445     Result.push_back(InElt);
 446   }
 447
 448   return ConstantVector::get(&Result[0], Result.size());
 449 }
 450
 451 Constant *llvm::ConstantFoldExtractValueInstruction(const Constant *Agg,
 452                                                     const unsigned *Idxs,
 453                                                     unsigned NumIdx) {
 454   // Base case: no indices, so return the entire value.
 455   if (NumIdx == 0)
 456     return const_cast<Constant *>(Agg);
 457
 458   if (isa<UndefValue>(Agg))  // ev(undef, x) -> undef
 459     return UndefValue::get(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
 460                                                             Idxs,
 461                                                             Idxs + NumIdx));
 462
 463   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg))  // ev(0, x) -> 0
 464     return
 465       Constant::getNullValue(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
 466                                                               Idxs,
 467                                                               Idxs + NumIdx));
 468
 469   // Otherwise recurse.
 470   return ConstantFoldExtractValueInstruction(Agg->getOperand(*Idxs),
 471                                              Idxs+1, NumIdx-1);
 472 }
 473
 474 Constant *llvm::ConstantFoldInsertValueInstruction(const Constant *Agg,
 475                                                    const Constant *Val,
 476                                                    const unsigned *Idxs,
 477                                                    unsigned NumIdx) {
 478   // Base case: no indices, so replace the entire value.
 479   if (NumIdx == 0)
 480     return const_cast<Constant *>(Val);
 481
 482   if (isa<UndefValue>(Agg)) {
 483     // Insertion of constant into aggregate undef
 484     // Optimize away insertion of undef
 485     if (isa<UndefValue>(Val))
 486       return const_cast<Constant*>(Agg);
 487     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
 488     // the insertion
 489     const CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
 490     unsigned numOps;
 491     if (const ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
 492       numOps = AR->getNumElements();
 493     else
 494       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
 495     std::vector<Constant*> Ops(numOps);
 496     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
 497       const Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
 498       const Constant *Op =
 499         (*Idxs == i) ?
 500         ConstantFoldInsertValueInstruction(UndefValue::get(MemberTy),
 501                                            Val, Idxs+1, NumIdx-1) :
 502         UndefValue::get(MemberTy);
 503       Ops[i] = const_cast<Constant*>(Op);
 504     }
 505     if (isa<StructType>(AggTy))
 506       return ConstantStruct::get(Ops);
 507     else
 508       return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
 509   }
 510   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg)) {
 511     // Insertion of constant into aggregate zero
 512     // Optimize away insertion of zero
 513     if (Val->isNullValue())
 514       return const_cast<Constant*>(Agg);
 515     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
 516     // the insertion
 517     const CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
 518     unsigned numOps;
 519     if (const ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
 520       numOps = AR->getNumElements();
 521     else
 522       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
 523     std::vector<Constant*> Ops(numOps);
 524     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
 525       const Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
 526       const Constant *Op =
 527         (*Idxs == i) ?
 528         ConstantFoldInsertValueInstruction(Constant::getNullValue(MemberTy),
 529                                            Val, Idxs+1, NumIdx-1) :
 530         Constant::getNullValue(MemberTy);
 531       Ops[i] = const_cast<Constant*>(Op);
 532     }
 533     if (isa<StructType>(AggTy))
 534       return ConstantStruct::get(Ops);
 535     else
 536       return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
 537   }
 538   if (isa<ConstantStruct>(Agg) || isa<ConstantArray>(Agg)) {
 539     // Insertion of constant into aggregate constant
 540     std::vector<Constant*> Ops(Agg->getNumOperands());
 541     for (unsigned i = 0; i < Agg->getNumOperands(); ++i) {
 542       const Constant *Op =
 543         (*Idxs == i) ?
 544         ConstantFoldInsertValueInstruction(Agg->getOperand(i),
 545                                            Val, Idxs+1, NumIdx-1) :
 546         Agg->getOperand(i);
 547       Ops[i] = const_cast<Constant*>(Op);
 548     }
 549     Constant *C;
 550     if (isa<StructType>(Agg->getType()))
 551       C = ConstantStruct::get(Ops);
 552     else
 553       C = ConstantArray::get(cast<ArrayType>(Agg->getType()), Ops);
 554     return C;
 555   }
 556
 557   return 0;
 558 }
 559
 560 /// EvalVectorOp - Given two vector constants and a function pointer, apply the
 561 /// function pointer to each element pair, producing a new ConstantVector
 562 /// constant. Either or both of V1 and V2 may be NULL, meaning a
 563 /// ConstantAggregateZero operand.
 564 static Constant *EvalVectorOp(const ConstantVector *V1,
 565                               const ConstantVector *V2,
 566                               const VectorType *VTy,
 567                               Constant *(*FP)(Constant*, Constant*)) {
 568   std::vector<Constant*> Res;
 569   const Type *EltTy = VTy->getElementType();
 570   for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 571     const Constant *C1 = V1 ? V1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
 572     const Constant *C2 = V2 ? V2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
 573     Res.push_back(FP(const_cast<Constant*>(C1),
 574                      const_cast<Constant*>(C2)));
 575   }
 576   return ConstantVector::get(Res);
 577 }
 578
 579 Constant *llvm::ConstantFoldBinaryInstruction(unsigned Opcode,
 580                                               const Constant *C1,
 581                                               const Constant *C2) {
 582   // No compile-time operations on this type yet.
 583   if (C1->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
 584     return 0;
 585
 586   // Handle UndefValue up front
 587   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2)) {
 588     switch (Opcode) {
 589     case Instruction::Xor:
 590       if (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2))
 591         // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
 592         // idiom (misuse).
 593         return Constant::getNullValue(C1->getType());
 594       // Fallthrough
 595     case Instruction::Add:
 596     case Instruction::Sub:
 597       return UndefValue::get(C1->getType());
 598     case Instruction::Mul:
 599     case Instruction::And:
 600       return Constant::getNullValue(C1->getType());
 601     case Instruction::UDiv:
 602     case Instruction::SDiv:
 603     case Instruction::FDiv:
 604     case Instruction::URem:
 605     case Instruction::SRem:
 606     case Instruction::FRem:
 607       if (!isa<UndefValue>(C2))                    // undef / X -> 0
 608         return Constant::getNullValue(C1->getType());
 609       return const_cast<Constant*>(C2);            // X / undef -> undef
 610     case Instruction::Or:                          // X | undef -> -1
 611       if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
 612         return ConstantVector::getAllOnesValue(PTy);
 613       return ConstantInt::getAllOnesValue(C1->getType());
 614     case Instruction::LShr:
 615       if (isa<UndefValue>(C2) && isa<UndefValue>(C1))
 616         return const_cast<Constant*>(C1);           // undef lshr undef -> undef
 617       return Constant::getNullValue(C1->getType()); // X lshr undef -> 0
 618                                                     // undef lshr X -> 0
 619     case Instruction::AShr:
 620       if (!isa<UndefValue>(C2))
 621         return const_cast<Constant*>(C1);           // undef ashr X --> undef
 622       else if (isa<UndefValue>(C1))
 623         return const_cast<Constant*>(C1);           // undef ashr undef -> undef
 624       else
 625         return const_cast<Constant*>(C1);           // X ashr undef --> X
 626     case Instruction::Shl:
 627       // undef << X -> 0   or   X << undef -> 0
 628       return Constant::getNullValue(C1->getType());
 629     }
 630   }
 631
 632   // Handle simplifications of the RHS when a constant int.
 633   if (const ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
 634     switch (Opcode) {
 635     case Instruction::Add:
 636       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C1);  // X + 0 == X
 637       break;
 638     case Instruction::Sub:
 639       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C1);  // X - 0 == X
 640       break;
 641     case Instruction::Mul:
 642       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C2);  // X * 0 == 0
 643       if (CI2->equalsInt(1))
 644         return const_cast<Constant*>(C1);                       // X * 1 == X
 645       break;
 646     case Instruction::UDiv:
 647     case Instruction::SDiv:
 648       if (CI2->equalsInt(1))
 649         return const_cast<Constant*>(C1);                     // X / 1 == X
 650       break;
 651     case Instruction::URem:
 652     case Instruction::SRem:
 653       if (CI2->equalsInt(1))
 654         return Constant::getNullValue(CI2->getType());        // X % 1 == 0
 655       break;
 656     case Instruction::And:
 657       if (CI2->isZero()) return const_cast<Constant*>(C2);    // X & 0 == 0
 658       if (CI2->isAllOnesValue())
 659         return const_cast<Constant*>(C1);                     // X & -1 == X
 660
 661       if (const ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
 662         // (zext i32 to i64) & 4294967295 -> (zext i32 to i64)
 663         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) {
 664           unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
 665           unsigned SrcWidth =
 666             CE1->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 667           APInt PossiblySetBits(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
 668           if ((PossiblySetBits & CI2->getValue()) == PossiblySetBits)
 669             return const_cast<Constant*>(C1);
 670         }
 671
 672         // If and'ing the address of a global with a constant, fold it.
 673         if (CE1->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
 674             isa<GlobalValue>(CE1->getOperand(0))) {
 675           GlobalValue *GV = cast<GlobalValue>(CE1->getOperand(0));
 676
 677           // Functions are at least 4-byte aligned.
 678           unsigned GVAlign = GV->getAlignment();
 679           if (isa<Function>(GV))
 680             GVAlign = std::max(GVAlign, 4U);
 681
 682           if (GVAlign > 1) {
 683             unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
 684             unsigned SrcWidth = std::min(DstWidth, Log2_32(GVAlign));
 685             APInt BitsNotSet(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
 686
 687             // If checking bits we know are clear, return zero.
 688             if ((CI2->getValue() & BitsNotSet) == CI2->getValue())
 689               return Constant::getNullValue(CI2->getType());
 690           }
 691         }
 692       }
 693       break;
 694     case Instruction::Or:
 695       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C1);  // X | 0 == X
 696       if (CI2->isAllOnesValue())
 697         return const_cast<Constant*>(C2);  // X | -1 == -1
 698       break;
 699     case Instruction::Xor:
 700       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C1);  // X ^ 0 == X
 701       break;
 702     case Instruction::AShr:
 703       // ashr (zext C to Ty), C2 -> lshr (zext C, CSA), C2
 704       if (const ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1))
 705         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt)  // Top bits known zero.
 706           return ConstantExpr::getLShr(const_cast<Constant*>(C1),
 707                                        const_cast<Constant*>(C2));
 708       break;
 709     }
 710   }
 711
 712   // At this point we know neither constant is an UndefValue.
 713   if (const ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C1)) {
 714     if (const ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
 715       using namespace APIntOps;
 716       const APInt &C1V = CI1->getValue();
 717       const APInt &C2V = CI2->getValue();
 718       switch (Opcode) {
 719       default:
 720         break;
 721       case Instruction::Add:
 722         return ConstantInt::get(C1V + C2V);
 723       case Instruction::Sub:
 724         return ConstantInt::get(C1V - C2V);
 725       case Instruction::Mul:
 726         return ConstantInt::get(C1V * C2V);
 727       case Instruction::UDiv:
 728         if (CI2->isNullValue())
 729           return 0;        // X / 0 -> can't fold
 730         return ConstantInt::get(C1V.udiv(C2V));
 731       case Instruction::SDiv:
 732         if (CI2->isNullValue())
 733           return 0;        // X / 0 -> can't fold
 734         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
 735           return 0;        // MIN_INT / -1 -> overflow
 736         return ConstantInt::get(C1V.sdiv(C2V));
 737       case Instruction::URem:
 738         if (C2->isNullValue())
 739           return 0;        // X / 0 -> can't fold
 740         return ConstantInt::get(C1V.urem(C2V));
 741       case Instruction::SRem:
 742         if (CI2->isNullValue())
 743           return 0;        // X % 0 -> can't fold
 744         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
 745           return 0;        // MIN_INT % -1 -> overflow
 746         return ConstantInt::get(C1V.srem(C2V));
 747       case Instruction::And:
 748         return ConstantInt::get(C1V & C2V);
 749       case Instruction::Or:
 750         return ConstantInt::get(C1V | C2V);
 751       case Instruction::Xor:
 752         return ConstantInt::get(C1V ^ C2V);
 753       case Instruction::Shl: {
 754         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
 755         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
 756           return ConstantInt::get(C1V.shl(shiftAmt));
 757         else
 758           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
 759       }
 760       case Instruction::LShr: {
 761         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
 762         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
 763           return ConstantInt::get(C1V.lshr(shiftAmt));
 764         else
 765           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
 766       }
 767       case Instruction::AShr: {
 768         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
 769         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
 770           return ConstantInt::get(C1V.ashr(shiftAmt));
 771         else
 772           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
 773       }
 774       }
 775     }
 776   } else if (const ConstantFP *CFP1 = dyn_cast<ConstantFP>(C1)) {
 777     if (const ConstantFP *CFP2 = dyn_cast<ConstantFP>(C2)) {
 778       APFloat C1V = CFP1->getValueAPF();
 779       APFloat C2V = CFP2->getValueAPF();
 780       APFloat C3V = C1V;  // copy for modification
 781       switch (Opcode) {
 782       default:
 783         break;
 784       case Instruction::Add:
 785         (void)C3V.add(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 786         return ConstantFP::get(C3V);
 787       case Instruction::Sub:
 788         (void)C3V.subtract(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 789         return ConstantFP::get(C3V);
 790       case Instruction::Mul:
 791         (void)C3V.multiply(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 792         return ConstantFP::get(C3V);
 793       case Instruction::FDiv:
 794         (void)C3V.divide(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 795         return ConstantFP::get(C3V);
 796       case Instruction::FRem:
 797         if (C2V.isZero()) {
 798           // IEEE 754, Section 7.1, #5
 799           if (CFP1->getType() == Type::DoubleTy)
 800             return ConstantFP::get(APFloat(std::numeric_limits<double>::
 801                                            quiet_NaN()));
 802           if (CFP1->getType() == Type::FloatTy)
 803             return ConstantFP::get(APFloat(std::numeric_limits<float>::
 804                                            quiet_NaN()));
 805           break;
 806         }
 807         (void)C3V.mod(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 808         return ConstantFP::get(C3V);
 809       }
 810     }
 811   } else if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType())) {
 812     const ConstantVector *CP1 = dyn_cast<ConstantVector>(C1);
 813     const ConstantVector *CP2 = dyn_cast<ConstantVector>(C2);
 814     if ((CP1 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C1)) &&
 815         (CP2 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C2))) {
 816       switch (Opcode) {
 817       default:
 818         break;
 819       case Instruction::Add:
 820         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getAdd);
 821       case Instruction::Sub:
 822         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getSub);
 823       case Instruction::Mul:
 824         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getMul);
 825       case Instruction::UDiv:
 826         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getUDiv);
 827       case Instruction::SDiv:
 828         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getSDiv);
 829       case Instruction::FDiv:
 830         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getFDiv);
 831       case Instruction::URem:
 832         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getURem);
 833       case Instruction::SRem:
 834         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getSRem);
 835       case Instruction::FRem:
 836         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getFRem);
 837       case Instruction::And:
 838         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getAnd);
 839       case Instruction::Or:
 840         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getOr);
 841       case Instruction::Xor:
 842         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getXor);
 843       }
 844     }
 845   }
 846
 847   if (isa<ConstantExpr>(C1)) {
 848     // There are many possible foldings we could do here.  We should probably
 849     // at least fold add of a pointer with an integer into the appropriate
 850     // getelementptr.  This will improve alias analysis a bit.
 851   } else if (isa<ConstantExpr>(C2)) {
 852     // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flop them around and fold the
 853     // other way if possible.
 854     switch (Opcode) {
 855     case Instruction::Add:
 856     case Instruction::Mul:
 857     case Instruction::And:
 858     case Instruction::Or:
 859     case Instruction::Xor:
 860       // No change of opcode required.
 861       return ConstantFoldBinaryInstruction(Opcode, C2, C1);
 862
 863     case Instruction::Shl:
 864     case Instruction::LShr:
 865     case Instruction::AShr:
 866     case Instruction::Sub:
 867     case Instruction::SDiv:
 868     case Instruction::UDiv:
 869     case Instruction::FDiv:
 870     case Instruction::URem:
 871     case Instruction::SRem:
 872     case Instruction::FRem:
 873     default:  // These instructions cannot be flopped around.
 874       break;
 875     }
 876   }
 877
 878   // We don't know how to fold this.
 879   return 0;
 880 }
 881
 882 /// isZeroSizedType - This type is zero sized if its an array or structure of
 883 /// zero sized types.  The only leaf zero sized type is an empty structure.
 884 static bool isMaybeZeroSizedType(const Type *Ty) {
 885   if (isa<OpaqueType>(Ty)) return true;  // Can't say.
 886   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 887
 888     // If all of elements have zero size, this does too.
 889     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
 890       if (!isMaybeZeroSizedType(STy->getElementType(i))) return false;
 891     return true;
 892
 893   } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
 894     return isMaybeZeroSizedType(ATy->getElementType());
 895   }
 896   return false;
 897 }
 898
 899 /// IdxCompare - Compare the two constants as though they were getelementptr
 900 /// indices.  This allows coersion of the types to be the same thing.
 901 ///
 902 /// If the two constants are the "same" (after coersion), return 0.  If the
 903 /// first is less than the second, return -1, if the second is less than the
 904 /// first, return 1.  If the constants are not integral, return -2.
 905 ///
 906 static int IdxCompare(Constant *C1, Constant *C2, const Type *ElTy) {
 907   if (C1 == C2) return 0;
 908
 909   // Ok, we found a different index.  If they are not ConstantInt, we can't do
 910   // anything with them.
 911   if (!isa<ConstantInt>(C1) || !isa<ConstantInt>(C2))
 912     return -2; // don't know!
 913
 914   // Ok, we have two differing integer indices.  Sign extend them to be the same
 915   // type.  Long is always big enough, so we use it.
 916   if (C1->getType() != Type::Int64Ty)
 917     C1 = ConstantExpr::getSExt(C1, Type::Int64Ty);
 918
 919   if (C2->getType() != Type::Int64Ty)
 920     C2 = ConstantExpr::getSExt(C2, Type::Int64Ty);
 921
 922   if (C1 == C2) return 0;  // They are equal
 923
 924   // If the type being indexed over is really just a zero sized type, there is
 925   // no pointer difference being made here.
 926   if (isMaybeZeroSizedType(ElTy))
 927     return -2; // dunno.
 928
 929   // If they are really different, now that they are the same type, then we
 930   // found a difference!
 931   if (cast<ConstantInt>(C1)->getSExtValue() <
 932       cast<ConstantInt>(C2)->getSExtValue())
 933     return -1;
 934   else
 935     return 1;
 936 }
 937
 938 /// evaluateFCmpRelation - This function determines if there is anything we can
 939 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
 940 /// things like ConstantFP comparisons, but should instead handle ConstantExprs.
 941 /// If we can determine that the two constants have a particular relation to
 942 /// each other, we should return the corresponding FCmpInst predicate,
 943 /// otherwise return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE. This is used below in
 944 /// ConstantFoldCompareInstruction.
 945 ///
 946 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
 947 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider ConstantFP
 948 /// to be the simplest, and ConstantExprs to be the most complex.
 949 static FCmpInst::Predicate evaluateFCmpRelation(const Constant *V1,
 950                                                 const Constant *V2) {
 951   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
 952          "Cannot compare values of different types!");
 953
 954   // No compile-time operations on this type yet.
 955   if (V1->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
 956     return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
 957
 958   // Handle degenerate case quickly
 959   if (V1 == V2) return FCmpInst::FCMP_OEQ;
 960
 961   if (!isa<ConstantExpr>(V1)) {
 962     if (!isa<ConstantExpr>(V2)) {
 963       // We distilled thisUse the standard constant folder for a few cases
 964       ConstantInt *R = 0;
 965       Constant *C1 = const_cast<Constant*>(V1);
 966       Constant *C2 = const_cast<Constant*>(V2);
 967       R = dyn_cast<ConstantInt>(
 968                              ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OEQ, C1, C2));
 969       if (R && !R->isZero())
 970         return FCmpInst::FCMP_OEQ;
 971       R = dyn_cast<ConstantInt>(
 972                              ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OLT, C1, C2));
 973       if (R && !R->isZero())
 974         return FCmpInst::FCMP_OLT;
 975       R = dyn_cast<ConstantInt>(
 976                              ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OGT, C1, C2));
 977       if (R && !R->isZero())
 978         return FCmpInst::FCMP_OGT;
 979
 980       // Nothing more we can do
 981       return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
 982     }
 983
 984     // If the first operand is simple and second is ConstantExpr, swap operands.
 985     FCmpInst::Predicate SwappedRelation = evaluateFCmpRelation(V2, V1);
 986     if (SwappedRelation != FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE)
 987       return FCmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
 988   } else {
 989     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
 990     // constantexpr or a simple constant.
 991     const ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
 992     switch (CE1->getOpcode()) {
 993     case Instruction::FPTrunc:
 994     case Instruction::FPExt:
 995     case Instruction::UIToFP:
 996     case Instruction::SIToFP:
 997       // We might be able to do something with these but we don't right now.
 998       break;
 999     default:
1000       break;
1001     }
1002   }
1003   // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1004   // probably be added on demand, as they seem needed.
1005   return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1006 }
1007
1008 /// evaluateICmpRelation - This function determines if there is anything we can
1009 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
1010 /// things like integer comparisons, but should instead handle ConstantExprs
1011 /// and GlobalValues.  If we can determine that the two constants have a
1012 /// particular relation to each other, we should return the corresponding ICmp
1013 /// predicate, otherwise return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE.
1014 ///
1015 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
1016 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider simple
1017 /// constants (like ConstantInt) to be the simplest, followed by
1018 /// GlobalValues, followed by ConstantExpr's (the most complex).
1019 ///
1020 static ICmpInst::Predicate evaluateICmpRelation(const Constant *V1,
1021                                                 const Constant *V2,
1022                                                 bool isSigned) {
1023   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
1024          "Cannot compare different types of values!");
1025   if (V1 == V2) return ICmpInst::ICMP_EQ;
1026
1027   if (!isa<ConstantExpr>(V1) && !isa<GlobalValue>(V1)) {
1028     if (!isa<GlobalValue>(V2) && !isa<ConstantExpr>(V2)) {
1029       // We distilled this down to a simple case, use the standard constant
1030       // folder.
1031       ConstantInt *R = 0;
1032       Constant *C1 = const_cast<Constant*>(V1);
1033       Constant *C2 = const_cast<Constant*>(V2);
1034       ICmpInst::Predicate pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
1035       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, C1, C2));
1036       if (R && !R->isZero())
1037         return pred;
1038       pred = isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1039       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, C1, C2));
1040       if (R && !R->isZero())
1041         return pred;
1042       pred = isSigned ?  ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1043       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, C1, C2));
1044       if (R && !R->isZero())
1045         return pred;
1046
1047       // If we couldn't figure it out, bail.
1048       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1049     }
1050
1051     // If the first operand is simple, swap operands.
1052     ICmpInst::Predicate SwappedRelation =
1053       evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1054     if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1055       return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1056
1057   } else if (const GlobalValue *CPR1 = dyn_cast<GlobalValue>(V1)) {
1058     if (isa<ConstantExpr>(V2)) {  // Swap as necessary.
1059       ICmpInst::Predicate SwappedRelation =
1060         evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1061       if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1062         return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1063       else
1064         return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1065     }
1066
1067     // Now we know that the RHS is a GlobalValue or simple constant,
1068     // which (since the types must match) means that it's a ConstantPointerNull.
1069     if (const GlobalValue *CPR2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1070       // Don't try to decide equality of aliases.
1071       if (!isa<GlobalAlias>(CPR1) && !isa<GlobalAlias>(CPR2))
1072         if (!CPR1->hasExternalWeakLinkage() || !CPR2->hasExternalWeakLinkage())
1073           return ICmpInst::ICMP_NE;
1074     } else {
1075       assert(isa<ConstantPointerNull>(V2) && "Canonicalization guarantee!");
1076       // GlobalVals can never be null.  Don't try to evaluate aliases.
1077       if (!CPR1->hasExternalWeakLinkage() && !isa<GlobalAlias>(CPR1))
1078         return ICmpInst::ICMP_NE;
1079     }
1080   } else {
1081     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
1082     // constantexpr, a CPR, or a simple constant.
1083     const ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
1084     const Constant *CE1Op0 = CE1->getOperand(0);
1085
1086     switch (CE1->getOpcode()) {
1087     case Instruction::Trunc:
1088     case Instruction::FPTrunc:
1089     case Instruction::FPExt:
1090     case Instruction::FPToUI:
1091     case Instruction::FPToSI:
1092       break; // We can't evaluate floating point casts or truncations.
1093
1094     case Instruction::UIToFP:
1095     case Instruction::SIToFP:
1096     case Instruction::BitCast:
1097     case Instruction::ZExt:
1098     case Instruction::SExt:
1099       // If the cast is not actually changing bits, and the second operand is a
1100       // null pointer, do the comparison with the pre-casted value.
1101       if (V2->isNullValue() &&
1102           (isa<PointerType>(CE1->getType()) || CE1->getType()->isInteger())) {
1103         bool sgnd = isSigned;
1104         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) isSigned = false;
1105         if (CE1->getOpcode() == Instruction::SExt) isSigned = true;
1106         return evaluateICmpRelation(CE1Op0,
1107                                     Constant::getNullValue(CE1Op0->getType()),
1108                                     sgnd);
1109       }
1110
1111       // If the dest type is a pointer type, and the RHS is a constantexpr cast
1112       // from the same type as the src of the LHS, evaluate the inputs.  This is
1113       // important for things like "icmp eq (cast 4 to int*), (cast 5 to int*)",
1114       // which happens a lot in compilers with tagged integers.
1115       if (const ConstantExpr *CE2 = dyn_cast<ConstantExpr>(V2))
1116         if (CE2->isCast() && isa<PointerType>(CE1->getType()) &&
1117             CE1->getOperand(0)->getType() == CE2->getOperand(0)->getType() &&
1118             CE1->getOperand(0)->getType()->isInteger()) {
1119           bool sgnd = isSigned;
1120           if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) isSigned = false;
1121           if (CE1->getOpcode() == Instruction::SExt) isSigned = true;
1122           return evaluateICmpRelation(CE1->getOperand(0), CE2->getOperand(0),
1123                                       sgnd);
1124         }
1125       break;
1126
1127     case Instruction::GetElementPtr:
1128       // Ok, since this is a getelementptr, we know that the constant has a
1129       // pointer type.  Check the various cases.
1130       if (isa<ConstantPointerNull>(V2)) {
1131         // If we are comparing a GEP to a null pointer, check to see if the base
1132         // of the GEP equals the null pointer.
1133         if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1134           if (GV->hasExternalWeakLinkage())
1135             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing that
1136             // to null pointer so its greater-or-equal
1137             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : ICmpInst::ICMP_UGE;
1138           else
1139             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1140             // so the result is greater-than
1141             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT :  ICmpInst::ICMP_UGT;
1142         } else if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1143           // If we are indexing from a null pointer, check to see if we have any
1144           // non-zero indices.
1145           for (unsigned i = 1, e = CE1->getNumOperands(); i != e; ++i)
1146             if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue())
1147               // Offsetting from null, must not be equal.
1148               return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1149           // Only zero indexes from null, must still be zero.
1150           return ICmpInst::ICMP_EQ;
1151         }
1152         // Otherwise, we can't really say if the first operand is null or not.
1153       } else if (const GlobalValue *CPR2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1154         if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1155           if (CPR2->hasExternalWeakLinkage())
1156             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing it to
1157             // a null pointer, so its less-or-equal
1158             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLE : ICmpInst::ICMP_ULE;
1159           else
1160             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1161             // so the result is less-than
1162             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1163         } else if (const GlobalValue *CPR1 = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1164           if (CPR1 == CPR2) {
1165             // If this is a getelementptr of the same global, then it must be
1166             // different.  Because the types must match, the getelementptr could
1167             // only have at most one index, and because we fold getelementptr's
1168             // with a single zero index, it must be nonzero.
1169             assert(CE1->getNumOperands() == 2 &&
1170                    !CE1->getOperand(1)->isNullValue() &&
1171                    "Suprising getelementptr!");
1172             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1173           } else {
1174             // If they are different globals, we don't know what the value is,
1175             // but they can't be equal.
1176             return ICmpInst::ICMP_NE;
1177           }
1178         }
1179       } else {
1180         const ConstantExpr *CE2 = cast<ConstantExpr>(V2);
1181         const Constant *CE2Op0 = CE2->getOperand(0);
1182
1183         // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1184         // probably be added on demand, as they seem needed.
1185         switch (CE2->getOpcode()) {
1186         default: break;
1187         case Instruction::GetElementPtr:
1188           // By far the most common case to handle is when the base pointers are
1189           // obviously to the same or different globals.
1190           if (isa<GlobalValue>(CE1Op0) && isa<GlobalValue>(CE2Op0)) {
1191             if (CE1Op0 != CE2Op0) // Don't know relative ordering, but not equal
1192               return ICmpInst::ICMP_NE;
1193             // Ok, we know that both getelementptr instructions are based on the
1194             // same global.  From this, we can precisely determine the relative
1195             // ordering of the resultant pointers.
1196             unsigned i = 1;
1197
1198             // Compare all of the operands the GEP's have in common.
1199             gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(CE1);
1200             for (;i != CE1->getNumOperands() && i != CE2->getNumOperands();
1201                  ++i, ++GTI)
1202               switch (IdxCompare(CE1->getOperand(i), CE2->getOperand(i),
1203                                  GTI.getIndexedType())) {
1204               case -1: return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT:ICmpInst::ICMP_ULT;
1205               case 1:  return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT:ICmpInst::ICMP_UGT;
1206               case -2: return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1207               }
1208
1209             // Ok, we ran out of things they have in common.  If any leftovers
1210             // are non-zero then we have a difference, otherwise we are equal.
1211             for (; i < CE1->getNumOperands(); ++i)
1212               if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue()) {
1213                 if (isa<ConstantInt>(CE1->getOperand(i)))
1214                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1215                 else
1216                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1217               }
1218
1219             for (; i < CE2->getNumOperands(); ++i)
1220               if (!CE2->getOperand(i)->isNullValue()) {
1221                 if (isa<ConstantInt>(CE2->getOperand(i)))
1222                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1223                 else
1224                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1225               }
1226             return ICmpInst::ICMP_EQ;
1227           }
1228         }
1229       }
1230     default:
1231       break;
1232     }
1233   }
1234
1235   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1236 }
1237
1238 Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstruction(unsigned short pred,
1239                                                const Constant *C1,
1240                                                const Constant *C2) {
1241   // Fold FCMP_FALSE/FCMP_TRUE unconditionally.
1242   if (pred == FCmpInst::FCMP_FALSE) {
1243     if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
1244       return Constant::getNullValue(VectorType::getInteger(VT));
1245     else
1246       return ConstantInt::getFalse();
1247   }
1248
1249   if (pred == FCmpInst::FCMP_TRUE) {
1250     if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
1251       return Constant::getAllOnesValue(VectorType::getInteger(VT));
1252     else
1253       return ConstantInt::getTrue();
1254   }
1255
1256   // Handle some degenerate cases first
1257   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2)) {
1258     // vicmp/vfcmp -> [vector] undef
1259     if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
1260       return UndefValue::get(VectorType::getInteger(VTy));
1261
1262     // icmp/fcmp -> i1 undef
1263     return UndefValue::get(Type::Int1Ty);
1264   }
1265
1266   // No compile-time operations on this type yet.
1267   if (C1->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
1268     return 0;
1269
1270   // icmp eq/ne(null,GV) -> false/true
1271   if (C1->isNullValue()) {
1272     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C2))
1273       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1274       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1275         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1276           return ConstantInt::getFalse();
1277         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1278           return ConstantInt::getTrue();
1279       }
1280   // icmp eq/ne(GV,null) -> false/true
1281   } else if (C2->isNullValue()) {
1282     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C1))
1283       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1284       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1285         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1286           return ConstantInt::getFalse();
1287         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1288           return ConstantInt::getTrue();
1289       }
1290   }
1291
1292   if (isa<ConstantInt>(C1) && isa<ConstantInt>(C2)) {
1293     APInt V1 = cast<ConstantInt>(C1)->getValue();
1294     APInt V2 = cast<ConstantInt>(C2)->getValue();
1295     switch (pred) {
1296     default: assert(0 && "Invalid ICmp Predicate"); return 0;
1297     case ICmpInst::ICMP_EQ: return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1 == V2);
1298     case ICmpInst::ICMP_NE: return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1 != V2);
1299     case ICmpInst::ICMP_SLT:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.slt(V2));
1300     case ICmpInst::ICMP_SGT:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.sgt(V2));
1301     case ICmpInst::ICMP_SLE:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.sle(V2));
1302     case ICmpInst::ICMP_SGE:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.sge(V2));
1303     case ICmpInst::ICMP_ULT:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.ult(V2));
1304     case ICmpInst::ICMP_UGT:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.ugt(V2));
1305     case ICmpInst::ICMP_ULE:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.ule(V2));
1306     case ICmpInst::ICMP_UGE:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.uge(V2));
1307     }
1308   } else if (isa<ConstantFP>(C1) && isa<ConstantFP>(C2)) {
1309     APFloat C1V = cast<ConstantFP>(C1)->getValueAPF();
1310     APFloat C2V = cast<ConstantFP>(C2)->getValueAPF();
1311     APFloat::cmpResult R = C1V.compare(C2V);
1312     switch (pred) {
1313     default: assert(0 && "Invalid FCmp Predicate"); return 0;
1314     case FCmpInst::FCMP_FALSE: return ConstantInt::getFalse();
1315     case FCmpInst::FCMP_TRUE:  return ConstantInt::getTrue();
1316     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1317       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpUnordered);
1318     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1319       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R!=APFloat::cmpUnordered);
1320     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1321       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpUnordered ||
1322                                             R==APFloat::cmpEqual);
1323     case FCmpInst::FCMP_OEQ:
1324       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpEqual);
1325     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1326       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R!=APFloat::cmpEqual);
1327     case FCmpInst::FCMP_ONE:
1328       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpLessThan ||
1329                                             R==APFloat::cmpGreaterThan);
1330     case FCmpInst::FCMP_ULT:
1331       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpUnordered ||
1332                                             R==APFloat::cmpLessThan);
1333     case FCmpInst::FCMP_OLT:
1334       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpLessThan);
1335     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1336       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpUnordered ||
1337                                             R==APFloat::cmpGreaterThan);
1338     case FCmpInst::FCMP_OGT:
1339       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpGreaterThan);
1340     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1341       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R!=APFloat::cmpGreaterThan);
1342     case FCmpInst::FCMP_OLE:
1343       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpLessThan ||
1344                                             R==APFloat::cmpEqual);
1345     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1346       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R!=APFloat::cmpLessThan);
1347     case FCmpInst::FCMP_OGE:
1348       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpGreaterThan ||
1349                                             R==APFloat::cmpEqual);
1350     }
1351   } else if (isa<VectorType>(C1->getType())) {
1352     SmallVector<Constant*, 16> C1Elts, C2Elts;
1353     C1->getVectorElements(C1Elts);
1354     C2->getVectorElements(C2Elts);
1355
1356     // If we can constant fold the comparison of each element, constant fold
1357     // the whole vector comparison.
1358     SmallVector<Constant*, 4> ResElts;
1359     const Type *InEltTy = C1Elts[0]->getType();
1360     bool isFP = InEltTy->isFloatingPoint();
1361     const Type *ResEltTy = InEltTy;
1362     if (isFP)
1363       ResEltTy = IntegerType::get(InEltTy->getPrimitiveSizeInBits());
1364
1365     for (unsigned i = 0, e = C1Elts.size(); i != e; ++i) {
1366       // Compare the elements, producing an i1 result or constant expr.
1367       Constant *C;
1368       if (isFP)
1369         C = ConstantExpr::getFCmp(pred, C1Elts[i], C2Elts[i]);
1370       else
1371         C = ConstantExpr::getICmp(pred, C1Elts[i], C2Elts[i]);
1372
1373       // If it is a bool or undef result, convert to the dest type.
1374       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
1375         if (CI->isZero())
1376           ResElts.push_back(Constant::getNullValue(ResEltTy));
1377         else
1378           ResElts.push_back(Constant::getAllOnesValue(ResEltTy));
1379       } else if (isa<UndefValue>(C)) {
1380         ResElts.push_back(UndefValue::get(ResEltTy));
1381       } else {
1382         break;
1383       }
1384     }
1385
1386     if (ResElts.size() == C1Elts.size())
1387       return ConstantVector::get(&ResElts[0], ResElts.size());
1388   }
1389
1390   if (C1->getType()->isFloatingPoint()) {
1391     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
1392     switch (evaluateFCmpRelation(C1, C2)) {
1393     default: assert(0 && "Unknown relation!");
1394     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1395     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1396     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1397     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1398     case FCmpInst::FCMP_ULT:
1399     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1400     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1401     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1402     case FCmpInst::FCMP_TRUE:
1403     case FCmpInst::FCMP_FALSE:
1404     case FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE:
1405       break; // Couldn't determine anything about these constants.
1406     case FCmpInst::FCMP_OEQ: // We know that C1 == C2
1407       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UEQ || pred == FCmpInst::FCMP_OEQ ||
1408                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
1409                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
1410       break;
1411     case FCmpInst::FCMP_OLT: // We know that C1 < C2
1412       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
1413                 pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT ||
1414                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE);
1415       break;
1416     case FCmpInst::FCMP_OGT: // We know that C1 > C2
1417       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
1418                 pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT ||
1419                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
1420       break;
1421     case FCmpInst::FCMP_OLE: // We know that C1 <= C2
1422       // We can only partially decide this relation.
1423       if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT)
1424         Result = 0;
1425       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT)
1426         Result = 1;
1427       break;
1428     case FCmpInst::FCMP_OGE: // We known that C1 >= C2
1429       // We can only partially decide this relation.
1430       if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT)
1431         Result = 0;
1432       else if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT)
1433         Result = 1;
1434       break;
1435     case ICmpInst::ICMP_NE: // We know that C1 != C2
1436       // We can only partially decide this relation.
1437       if (pred == FCmpInst::FCMP_OEQ || pred == FCmpInst::FCMP_UEQ)
1438         Result = 0;
1439       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ONE || pred == FCmpInst::FCMP_UNE)
1440         Result = 1;
1441       break;
1442     }
1443
1444     // If we evaluated the result, return it now.
1445     if (Result != -1) {
1446       if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(C1->getType())) {
1447         if (Result == 0)
1448           return Constant::getNullValue(VectorType::getInteger(VT));
1449         else
1450           return Constant::getAllOnesValue(VectorType::getInteger(VT));
1451       }
1452       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, Result);
1453     }
1454
1455   } else {
1456     // Evaluate the relation between the two constants, per the predicate.
1457     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
1458     switch (evaluateICmpRelation(C1, C2, CmpInst::isSigned(pred))) {
1459     default: assert(0 && "Unknown relational!");
1460     case ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE:
1461       break;  // Couldn't determine anything about these constants.
1462     case ICmpInst::ICMP_EQ:   // We know the constants are equal!
1463       // If we know the constants are equal, we can decide the result of this
1464       // computation precisely.
1465       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_EQ  ||
1466                 pred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1467                 pred == ICmpInst::ICMP_SLE ||
1468                 pred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
1469                 pred == ICmpInst::ICMP_SGE);
1470       break;
1471     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1472       // If we know that C1 < C2, we can decide the result of this computation
1473       // precisely.
1474       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
1475                 pred == ICmpInst::ICMP_NE  ||
1476                 pred == ICmpInst::ICMP_ULE);
1477       break;
1478     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1479       // If we know that C1 < C2, we can decide the result of this computation
1480       // precisely.
1481       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
1482                 pred == ICmpInst::ICMP_NE  ||
1483                 pred == ICmpInst::ICMP_SLE);
1484       break;
1485     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1486       // If we know that C1 > C2, we can decide the result of this computation
1487       // precisely.
1488       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_UGT ||
1489                 pred == ICmpInst::ICMP_NE  ||
1490                 pred == ICmpInst::ICMP_UGE);
1491       break;
1492     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1493       // If we know that C1 > C2, we can decide the result of this computation
1494       // precisely.
1495       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
1496                 pred == ICmpInst::ICMP_NE  ||
1497                 pred == ICmpInst::ICMP_SGE);
1498       break;
1499     case ICmpInst::ICMP_ULE:
1500       // If we know that C1 <= C2, we can only partially decide this relation.
1501       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT) Result = 0;
1502       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT) Result = 1;
1503       break;
1504     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1505       // If we know that C1 <= C2, we can only partially decide this relation.
1506       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT) Result = 0;
1507       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT) Result = 1;
1508       break;
1509
1510     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1511       // If we know that C1 >= C2, we can only partially decide this relation.
1512       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT) Result = 0;
1513       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT) Result = 1;
1514       break;
1515     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1516       // If we know that C1 >= C2, we can only partially decide this relation.
1517       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT) Result = 0;
1518       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT) Result = 1;
1519       break;
1520
1521     case ICmpInst::ICMP_NE:
1522       // If we know that C1 != C2, we can only partially decide this relation.
1523       if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ) Result = 0;
1524       if (pred == ICmpInst::ICMP_NE) Result = 1;
1525       break;
1526     }
1527
1528     // If we evaluated the result, return it now.
1529     if (Result != -1) {
1530       if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(C1->getType())) {
1531         if (Result == 0)
1532           return Constant::getNullValue(VT);
1533         else
1534           return Constant::getAllOnesValue(VT);
1535       }
1536       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, Result);
1537     }
1538
1539     if (!isa<ConstantExpr>(C1) && isa<ConstantExpr>(C2)) {
1540       // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flop them around and fold the
1541       // other way if possible.
1542       switch (pred) {
1543       case ICmpInst::ICMP_EQ:
1544       case ICmpInst::ICMP_NE:
1545         // No change of predicate required.
1546         return ConstantFoldCompareInstruction(pred, C2, C1);
1547
1548       case ICmpInst::ICMP_ULT:
1549       case ICmpInst::ICMP_SLT:
1550       case ICmpInst::ICMP_UGT:
1551       case ICmpInst::ICMP_SGT:
1552       case ICmpInst::ICMP_ULE:
1553       case ICmpInst::ICMP_SLE:
1554       case ICmpInst::ICMP_UGE:
1555       case ICmpInst::ICMP_SGE:
1556         // Change the predicate as necessary to swap the operands.
1557         pred = ICmpInst::getSwappedPredicate((ICmpInst::Predicate)pred);
1558         return ConstantFoldCompareInstruction(pred, C2, C1);
1559
1560       default:  // These predicates cannot be flopped around.
1561         break;
1562       }
1563     }
1564   }
1565   return 0;
1566 }
1567
1568 Constant *llvm::ConstantFoldGetElementPtr(const Constant *C,
1569                                           Constant* const *Idxs,
1570                                           unsigned NumIdx) {
1571   if (NumIdx == 0 ||
1572       (NumIdx == 1 && Idxs[0]->isNullValue()))
1573     return const_cast<Constant*>(C);
1574
1575   if (isa<UndefValue>(C)) {
1576     const PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
1577     const Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr,
1578                                                        (Value **)Idxs,
1579                                                        (Value **)Idxs+NumIdx);
1580     assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
1581     return UndefValue::get(PointerType::get(Ty, Ptr->getAddressSpace()));
1582   }
1583
1584   Constant *Idx0 = Idxs[0];
1585   if (C->isNullValue()) {
1586     bool isNull = true;
1587     for (unsigned i = 0, e = NumIdx; i != e; ++i)
1588       if (!Idxs[i]->isNullValue()) {
1589         isNull = false;
1590         break;
1591       }
1592     if (isNull) {
1593       const PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
1594       const Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr,
1595                                                          (Value**)Idxs,
1596                                                          (Value**)Idxs+NumIdx);
1597       assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
1598       return
1599         ConstantPointerNull::get(PointerType::get(Ty,Ptr->getAddressSpace()));
1600     }
1601   }
1602
1603   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(const_cast<Constant*>(C))) {
1604     // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
1605     // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
1606     // getelementptr instructions into a single instruction.
1607     //
1608     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
1609       const Type *LastTy = 0;
1610       for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(CE), E = gep_type_end(CE);
1611            I != E; ++I)
1612         LastTy = *I;
1613
1614       if ((LastTy && isa<ArrayType>(LastTy)) || Idx0->isNullValue()) {
1615         SmallVector<Value*, 16> NewIndices;
1616         NewIndices.reserve(NumIdx + CE->getNumOperands());
1617         for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands()-1; i != e; ++i)
1618           NewIndices.push_back(CE->getOperand(i));
1619
1620         // Add the last index of the source with the first index of the new GEP.
1621         // Make sure to handle the case when they are actually different types.
1622         Constant *Combined = CE->getOperand(CE->getNumOperands()-1);
1623         // Otherwise it must be an array.
1624         if (!Idx0->isNullValue()) {
1625           const Type *IdxTy = Combined->getType();
1626           if (IdxTy != Idx0->getType()) {
1627             Constant *C1 = ConstantExpr::getSExtOrBitCast(Idx0, Type::Int64Ty);
1628             Constant *C2 = ConstantExpr::getSExtOrBitCast(Combined,
1629                                                           Type::Int64Ty);
1630             Combined = ConstantExpr::get(Instruction::Add, C1, C2);
1631           } else {
1632             Combined =
1633               ConstantExpr::get(Instruction::Add, Idx0, Combined);
1634           }
1635         }
1636
1637         NewIndices.push_back(Combined);
1638         NewIndices.insert(NewIndices.end(), Idxs+1, Idxs+NumIdx);
1639         return ConstantExpr::getGetElementPtr(CE->getOperand(0), &NewIndices[0],
1640                                               NewIndices.size());
1641       }
1642     }
1643
1644     // Implement folding of:
1645     //    int* getelementptr ([2 x int]* cast ([3 x int]* %X to [2 x int]*),
1646     //                        long 0, long 0)
1647     // To: int* getelementptr ([3 x int]* %X, long 0, long 0)
1648     //
1649     if (CE->isCast() && NumIdx > 1 && Idx0->isNullValue()) {
1650       if (const PointerType *SPT =
1651           dyn_cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType()))
1652         if (const ArrayType *SAT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getElementType()))
1653           if (const ArrayType *CAT =
1654         dyn_cast<ArrayType>(cast<PointerType>(C->getType())->getElementType()))
1655             if (CAT->getElementType() == SAT->getElementType())
1656               return ConstantExpr::getGetElementPtr(
1657                       (Constant*)CE->getOperand(0), Idxs, NumIdx);
1658     }
1659
1660     // Fold: getelementptr (i8* inttoptr (i64 1 to i8*), i32 -1)
1661     // Into: inttoptr (i64 0 to i8*)
1662     // This happens with pointers to member functions in C++.
1663     if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr && NumIdx == 1 &&
1664         isa<ConstantInt>(CE->getOperand(0)) && isa<ConstantInt>(Idxs[0]) &&
1665         cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType() == Type::Int8Ty) {
1666       Constant *Base = CE->getOperand(0);
1667       Constant *Offset = Idxs[0];
1668
1669       // Convert the smaller integer to the larger type.
1670       if (Offset->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
1671           Base->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
1672         Offset = ConstantExpr::getSExt(Offset, Base->getType());
1673       else if (Base->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
1674                Offset->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
1675         Base = ConstantExpr::getZExt(Base, Base->getType());
1676
1677       Base = ConstantExpr::getAdd(Base, Offset);
1678       return ConstantExpr::getIntToPtr(Base, CE->getType());
1679     }
1680   }
1681   return 0;
1682 }
1683