Revert commit 122654 at the request of Chris, who reckons that instsimplify
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / ValueTracking.cpp
index 9494a2f4c53b742eec84bdce6ffd7cc1b617131a..6f58afe527906428fddb9659e6b40eadac6789b8 100644 (file)
@@ -13,6 +13,7 @@
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
+#include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/GlobalVariable.h"
@@ -23,6 +24,7 @@
 #include "llvm/Target/TargetData.h"
 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include <cstring>
 using namespace llvm;
 
@@ -49,11 +51,11 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
   assert(V && "No Value?");
   assert(Depth <= MaxDepth && "Limit Search Depth");
   unsigned BitWidth = Mask.getBitWidth();
-  assert((V->getType()->isIntOrIntVector() || isa<PointerType>(V->getType())) &&
-         "Not integer or pointer type!");
+  assert((V->getType()->isIntOrIntVectorTy() || V->getType()->isPointerTy())
+         && "Not integer or pointer type!");
   assert((!TD ||
           TD->getTypeSizeInBits(V->getType()->getScalarType()) == BitWidth) &&
-         (!V->getType()->isIntOrIntVector() ||
+         (!V->getType()->isIntOrIntVectorTy() ||
           V->getType()->getScalarSizeInBits() == BitWidth) &&
          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
@@ -68,14 +70,14 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
   // Null and aggregate-zero are all-zeros.
   if (isa<ConstantPointerNull>(V) ||
       isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
-    KnownOne.clear();
+    KnownOne.clearAllBits();
     KnownZero = Mask;
     return;
   }
   // Handle a constant vector by taking the intersection of the known bits of
   // each element.
   if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
-    KnownZero.set(); KnownOne.set();
+    KnownZero.setAllBits(); KnownOne.setAllBits();
     for (unsigned i = 0, e = CV->getNumOperands(); i != e; ++i) {
       APInt KnownZero2(BitWidth, 0), KnownOne2(BitWidth, 0);
       ComputeMaskedBits(CV->getOperand(i), Mask, KnownZero2, KnownOne2,
@@ -102,15 +104,15 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
       KnownZero = Mask & APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
                                               CountTrailingZeros_32(Align));
     else
-      KnownZero.clear();
-    KnownOne.clear();
+      KnownZero.clearAllBits();
+    KnownOne.clearAllBits();
     return;
   }
   // A weak GlobalAlias is totally unknown. A non-weak GlobalAlias has
   // the bits of its aliasee.
   if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V)) {
     if (GA->mayBeOverridden()) {
-      KnownZero.clear(); KnownOne.clear();
+      KnownZero.clearAllBits(); KnownOne.clearAllBits();
     } else {
       ComputeMaskedBits(GA->getAliasee(), Mask, KnownZero, KnownOne,
                         TD, Depth+1);
@@ -118,7 +120,7 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
     return;
   }
 
-  KnownZero.clear(); KnownOne.clear();   // Start out not knowing anything.
+  KnownZero.clearAllBits(); KnownOne.clearAllBits();   // Start out not knowing anything.
 
   if (Depth == MaxDepth || Mask == 0)
     return;  // Limit search depth.
@@ -184,7 +186,7 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
     // Also compute a conserative estimate for high known-0 bits.
     // More trickiness is possible, but this is sufficient for the
     // interesting case of alignment computation.
-    KnownOne.clear();
+    KnownOne.clearAllBits();
     unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes() +
                       KnownZero2.countTrailingOnes();
     unsigned LeadZ =  std::max(KnownZero.countLeadingOnes() +
@@ -207,8 +209,8 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
                       AllOnes, KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1);
     unsigned LeadZ = KnownZero2.countLeadingOnes();
 
-    KnownOne2.clear();
-    KnownZero2.clear();
+    KnownOne2.clearAllBits();
+    KnownZero2.clearAllBits();
     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1),
                       AllOnes, KnownZero2, KnownOne2, TD, Depth+1);
     unsigned RHSUnknownLeadingOnes = KnownOne2.countLeadingZeros();
@@ -249,19 +251,18 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
     unsigned SrcBitWidth;
     // Note that we handle pointer operands here because of inttoptr/ptrtoint
     // which fall through here.
-    if (isa<PointerType>(SrcTy))
+    if (SrcTy->isPointerTy())
       SrcBitWidth = TD->getTypeSizeInBits(SrcTy);
     else
       SrcBitWidth = SrcTy->getScalarSizeInBits();
     
-    APInt MaskIn(Mask);
-    MaskIn.zextOrTrunc(SrcBitWidth);
-    KnownZero.zextOrTrunc(SrcBitWidth);
-    KnownOne.zextOrTrunc(SrcBitWidth);
+    APInt MaskIn = Mask.zextOrTrunc(SrcBitWidth);
+    KnownZero = KnownZero.zextOrTrunc(SrcBitWidth);
+    KnownOne = KnownOne.zextOrTrunc(SrcBitWidth);
     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, TD,
                       Depth+1);
-    KnownZero.zextOrTrunc(BitWidth);
-    KnownOne.zextOrTrunc(BitWidth);
+    KnownZero = KnownZero.zextOrTrunc(BitWidth);
+    KnownOne = KnownOne.zextOrTrunc(BitWidth);
     // Any top bits are known to be zero.
     if (BitWidth > SrcBitWidth)
       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
@@ -269,10 +270,10 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
   }
   case Instruction::BitCast: {
     const Type *SrcTy = I->getOperand(0)->getType();
-    if ((SrcTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcTy)) &&
+    if ((SrcTy->isIntegerTy() || SrcTy->isPointerTy()) &&
         // TODO: For now, not handling conversions like:
         // (bitcast i64 %x to <2 x i32>)
-        !isa<VectorType>(I->getType())) {
+        !I->getType()->isVectorTy()) {
       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne, TD,
                         Depth+1);
       return;
@@ -283,15 +284,14 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
     unsigned SrcBitWidth = I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
       
-    APInt MaskIn(Mask); 
-    MaskIn.trunc(SrcBitWidth);
-    KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
-    KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
+    APInt MaskIn = Mask.trunc(SrcBitWidth);
+    KnownZero = KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
+    KnownOne = KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, TD,
                       Depth+1);
     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
-    KnownZero.zext(BitWidth);
-    KnownOne.zext(BitWidth);
+    KnownZero = KnownZero.zext(BitWidth);
+    KnownOne = KnownOne.zext(BitWidth);
 
     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
     // top bits of the result.
@@ -325,7 +325,7 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne, TD,
                         Depth+1);
-      assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
+      assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
       // high bits known zero.
@@ -343,7 +343,7 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero, KnownOne, TD,
                         Depth+1);
-      assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
+      assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
         
@@ -380,7 +380,7 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
   }
   // fall through
   case Instruction::Add: {
-    // If one of the operands has trailing zeros, than the bits that the
+    // If one of the operands has trailing zeros, then the bits that the
     // other operand has in those bit positions will be preserved in the
     // result. For an add, this works with either operand. For a subtract,
     // this only works if the known zeros are in the right operand.
@@ -421,22 +421,31 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
   }
   case Instruction::SRem:
     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
-      APInt RA = Rem->getValue();
-      if (RA.isPowerOf2() || (-RA).isPowerOf2()) {
-        APInt LowBits = RA.isStrictlyPositive() ? (RA - 1) : ~RA;
+      APInt RA = Rem->getValue().abs();
+      if (RA.isPowerOf2()) {
+        APInt LowBits = RA - 1;
         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
         ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, TD, 
                           Depth+1);
 
-        // If the sign bit of the first operand is zero, the sign bit of
-        // the result is zero. If the first operand has no one bits below
-        // the second operand's single 1 bit, its sign will be zero.
+        // The low bits of the first operand are unchanged by the srem.
+        KnownZero = KnownZero2 & LowBits;
+        KnownOne = KnownOne2 & LowBits;
+
+        // If the first operand is non-negative or has all low bits zero, then
+        // the upper bits are all zero.
         if (KnownZero2[BitWidth-1] || ((KnownZero2 & LowBits) == LowBits))
-          KnownZero2 |= ~LowBits;
+          KnownZero |= ~LowBits;
 
-        KnownZero |= KnownZero2 & Mask;
+        // If the first operand is negative and not all low bits are zero, then
+        // the upper bits are all one.
+        if (KnownOne2[BitWidth-1] && ((KnownOne2 & LowBits) != 0))
+          KnownOne |= ~LowBits;
 
-        assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
+        KnownZero &= Mask;
+        KnownOne &= Mask;
+
+        assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
       }
     }
     break;
@@ -449,7 +458,7 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
         KnownZero |= ~LowBits & Mask;
         ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero, KnownOne, TD,
                           Depth+1);
-        assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?");
+        assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?");
         break;
       }
     }
@@ -464,31 +473,16 @@ void llvm::ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask,
 
     unsigned Leaders = std::max(KnownZero.countLeadingOnes(),
                                 KnownZero2.countLeadingOnes());
-    KnownOne.clear();
+    KnownOne.clearAllBits();
     KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & Mask;
     break;
   }
 
-  case Instruction::Alloca:
-  case Instruction::Malloc: {
-    AllocationInst *AI = cast<AllocationInst>(V);
+  case Instruction::Alloca: {
+    AllocaInst *AI = cast<AllocaInst>(V);
     unsigned Align = AI->getAlignment();
-    if (Align == 0 && TD) {
-      if (isa<AllocaInst>(AI))
-        Align = TD->getABITypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
-      else if (isa<MallocInst>(AI)) {
-        // Malloc returns maximally aligned memory.
-        Align = TD->getABITypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
-        Align =
-          std::max(Align,
-                   (unsigned)TD->getABITypeAlignment(
-                     Type::getDoubleTy(V->getContext())));
-        Align =
-          std::max(Align,
-                   (unsigned)TD->getABITypeAlignment(
-                      Type::getInt64Ty(V->getContext())));
-      }
-    }
+    if (Align == 0 && TD)
+      Align = TD->getABITypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
     
     if (Align > 0)
       KnownZero = Mask & APInt::getLowBitsSet(BitWidth,
@@ -655,7 +649,7 @@ bool llvm::MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask,
 ///
 unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
                                   unsigned Depth) {
-  assert((TD || V->getType()->isIntOrIntVector()) &&
+  assert((TD || V->getType()->isIntOrIntVectorTy()) &&
          "ComputeNumSignBits requires a TargetData object to operate "
          "on non-integer values!");
   const Type *Ty = V->getType();
@@ -674,7 +668,7 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
   switch (Operator::getOpcode(V)) {
   default: break;
   case Instruction::SExt:
-    Tmp = TyBits-cast<IntegerType>(U->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
+    Tmp = TyBits - U->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
     return ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1) + Tmp;
     
   case Instruction::AShr:
@@ -684,6 +678,13 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
       Tmp += C->getZExtValue();
       if (Tmp > TyBits) Tmp = TyBits;
     }
+    // vector ashr X, <C, C, C, C>  -> adds C sign bits
+    if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(U->getOperand(1))) {
+      if (ConstantInt *CI = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(C->getSplatValue())) {
+        Tmp += CI->getZExtValue();
+        if (Tmp > TyBits) Tmp = TyBits;
+      }
+    }
     return Tmp;
   case Instruction::Shl:
     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(U->getOperand(1))) {
@@ -741,8 +742,7 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
       
     Tmp2 = ComputeNumSignBits(U->getOperand(1), TD, Depth+1);
     if (Tmp2 == 1) return 1;
-      return std::min(Tmp, Tmp2)-1;
-    break;
+    return std::min(Tmp, Tmp2)-1;
     
   case Instruction::Sub:
     Tmp2 = ComputeNumSignBits(U->getOperand(1), TD, Depth+1);
@@ -772,8 +772,24 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
     // is, at worst, one more bit than the inputs.
     Tmp = ComputeNumSignBits(U->getOperand(0), TD, Depth+1);
     if (Tmp == 1) return 1;  // Early out.
-      return std::min(Tmp, Tmp2)-1;
-    break;
+    return std::min(Tmp, Tmp2)-1;
+      
+  case Instruction::PHI: {
+    PHINode *PN = cast<PHINode>(U);
+    // Don't analyze large in-degree PHIs.
+    if (PN->getNumIncomingValues() > 4) break;
+    
+    // Take the minimum of all incoming values.  This can't infinitely loop
+    // because of our depth threshold.
+    Tmp = ComputeNumSignBits(PN->getIncomingValue(0), TD, Depth+1);
+    for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+      if (Tmp == 1) return Tmp;
+      Tmp = std::min(Tmp,
+                     ComputeNumSignBits(PN->getIncomingValue(i), TD, Depth+1));
+    }
+    return Tmp;
+  }
+
   case Instruction::Trunc:
     // FIXME: it's tricky to do anything useful for this, but it is an important
     // case for targets like X86.
@@ -804,6 +820,126 @@ unsigned llvm::ComputeNumSignBits(Value *V, const TargetData *TD,
   return std::max(FirstAnswer, std::min(TyBits, Mask.countLeadingZeros()));
 }
 
+/// ComputeMultiple - This function computes the integer multiple of Base that
+/// equals V.  If successful, it returns true and returns the multiple in
+/// Multiple.  If unsuccessful, it returns false. It looks
+/// through SExt instructions only if LookThroughSExt is true.
+bool llvm::ComputeMultiple(Value *V, unsigned Base, Value *&Multiple,
+                           bool LookThroughSExt, unsigned Depth) {
+  const unsigned MaxDepth = 6;
+
+  assert(V && "No Value?");
+  assert(Depth <= MaxDepth && "Limit Search Depth");
+  assert(V->getType()->isIntegerTy() && "Not integer or pointer type!");
+
+  const Type *T = V->getType();
+
+  ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V);
+
+  if (Base == 0)
+    return false;
+    
+  if (Base == 1) {
+    Multiple = V;
+    return true;
+  }
+
+  ConstantExpr *CO = dyn_cast<ConstantExpr>(V);
+  Constant *BaseVal = ConstantInt::get(T, Base);
+  if (CO && CO == BaseVal) {
+    // Multiple is 1.
+    Multiple = ConstantInt::get(T, 1);
+    return true;
+  }
+
+  if (CI && CI->getZExtValue() % Base == 0) {
+    Multiple = ConstantInt::get(T, CI->getZExtValue() / Base);
+    return true;  
+  }
+  
+  if (Depth == MaxDepth) return false;  // Limit search depth.
+        
+  Operator *I = dyn_cast<Operator>(V);
+  if (!I) return false;
+
+  switch (I->getOpcode()) {
+  default: break;
+  case Instruction::SExt:
+    if (!LookThroughSExt) return false;
+    // otherwise fall through to ZExt
+  case Instruction::ZExt:
+    return ComputeMultiple(I->getOperand(0), Base, Multiple,
+                           LookThroughSExt, Depth+1);
+  case Instruction::Shl:
+  case Instruction::Mul: {
+    Value *Op0 = I->getOperand(0);
+    Value *Op1 = I->getOperand(1);
+
+    if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
+      ConstantInt *Op1CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1);
+      if (!Op1CI) return false;
+      // Turn Op0 << Op1 into Op0 * 2^Op1
+      APInt Op1Int = Op1CI->getValue();
+      uint64_t BitToSet = Op1Int.getLimitedValue(Op1Int.getBitWidth() - 1);
+      APInt API(Op1Int.getBitWidth(), 0);
+      API.setBit(BitToSet);
+      Op1 = ConstantInt::get(V->getContext(), API);
+    }
+
+    Value *Mul0 = NULL;
+    if (ComputeMultiple(Op0, Base, Mul0, LookThroughSExt, Depth+1)) {
+      if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1))
+        if (Constant *MulC = dyn_cast<Constant>(Mul0)) {
+          if (Op1C->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < 
+              MulC->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
+            Op1C = ConstantExpr::getZExt(Op1C, MulC->getType());
+          if (Op1C->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > 
+              MulC->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
+            MulC = ConstantExpr::getZExt(MulC, Op1C->getType());
+          
+          // V == Base * (Mul0 * Op1), so return (Mul0 * Op1)
+          Multiple = ConstantExpr::getMul(MulC, Op1C);
+          return true;
+        }
+
+      if (ConstantInt *Mul0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Mul0))
+        if (Mul0CI->getValue() == 1) {
+          // V == Base * Op1, so return Op1
+          Multiple = Op1;
+          return true;
+        }
+    }
+
+    Value *Mul1 = NULL;
+    if (ComputeMultiple(Op1, Base, Mul1, LookThroughSExt, Depth+1)) {
+      if (Constant *Op0C = dyn_cast<Constant>(Op0))
+        if (Constant *MulC = dyn_cast<Constant>(Mul1)) {
+          if (Op0C->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < 
+              MulC->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
+            Op0C = ConstantExpr::getZExt(Op0C, MulC->getType());
+          if (Op0C->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > 
+              MulC->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
+            MulC = ConstantExpr::getZExt(MulC, Op0C->getType());
+          
+          // V == Base * (Mul1 * Op0), so return (Mul1 * Op0)
+          Multiple = ConstantExpr::getMul(MulC, Op0C);
+          return true;
+        }
+
+      if (ConstantInt *Mul1CI = dyn_cast<ConstantInt>(Mul1))
+        if (Mul1CI->getValue() == 1) {
+          // V == Base * Op0, so return Op0
+          Multiple = Op0;
+          return true;
+        }
+    }
+  }
+  }
+
+  // We could not determine if V is a multiple of Base.
+  return false;
+}
+
 /// CannotBeNegativeZero - Return true if we can prove that the specified FP 
 /// value is never equal to -0.0.
 ///
@@ -833,22 +969,95 @@ bool llvm::CannotBeNegativeZero(const Value *V, unsigned Depth) {
   if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I))
     // sqrt(-0.0) = -0.0, no other negative results are possible.
     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::sqrt)
-      return CannotBeNegativeZero(II->getOperand(1), Depth+1);
+      return CannotBeNegativeZero(II->getArgOperand(0), Depth+1);
   
   if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
     if (const Function *F = CI->getCalledFunction()) {
       if (F->isDeclaration()) {
         // abs(x) != -0.0
         if (F->getName() == "abs") return true;
-        // abs[lf](x) != -0.0
-        if (F->getName() == "absf") return true;
-        if (F->getName() == "absl") return true;
+        // fabs[lf](x) != -0.0
+        if (F->getName() == "fabs") return true;
+        if (F->getName() == "fabsf") return true;
+        if (F->getName() == "fabsl") return true;
+        if (F->getName() == "sqrt" || F->getName() == "sqrtf" ||
+            F->getName() == "sqrtl")
+          return CannotBeNegativeZero(CI->getArgOperand(0), Depth+1);
       }
     }
   
   return false;
 }
 
+/// isBytewiseValue - If the specified value can be set by repeating the same
+/// byte in memory, return the i8 value that it is represented with.  This is
+/// true for all i8 values obviously, but is also true for i32 0, i32 -1,
+/// i16 0xF0F0, double 0.0 etc.  If the value can't be handled with a repeated
+/// byte store (e.g. i16 0x1234), return null.
+Value *llvm::isBytewiseValue(Value *V) {
+  // All byte-wide stores are splatable, even of arbitrary variables.
+  if (V->getType()->isIntegerTy(8)) return V;
+  
+  // Constant float and double values can be handled as integer values if the
+  // corresponding integer value is "byteable".  An important case is 0.0. 
+  if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
+    if (CFP->getType()->isFloatTy())
+      V = ConstantExpr::getBitCast(CFP, Type::getInt32Ty(V->getContext()));
+    if (CFP->getType()->isDoubleTy())
+      V = ConstantExpr::getBitCast(CFP, Type::getInt64Ty(V->getContext()));
+    // Don't handle long double formats, which have strange constraints.
+  }
+  
+  // We can handle constant integers that are power of two in size and a 
+  // multiple of 8 bits.
+  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
+    unsigned Width = CI->getBitWidth();
+    if (isPowerOf2_32(Width) && Width > 8) {
+      // We can handle this value if the recursive binary decomposition is the
+      // same at all levels.
+      APInt Val = CI->getValue();
+      APInt Val2;
+      while (Val.getBitWidth() != 8) {
+        unsigned NextWidth = Val.getBitWidth()/2;
+        Val2  = Val.lshr(NextWidth);
+        Val2 = Val2.trunc(Val.getBitWidth()/2);
+        Val = Val.trunc(Val.getBitWidth()/2);
+        
+        // If the top/bottom halves aren't the same, reject it.
+        if (Val != Val2)
+          return 0;
+      }
+      return ConstantInt::get(V->getContext(), Val);
+    }
+  }
+  
+  // A ConstantArray is splatable if all its members are equal and also
+  // splatable.
+  if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(V)) {
+    if (CA->getNumOperands() == 0)
+      return 0;
+    
+    Value *Val = isBytewiseValue(CA->getOperand(0));
+    if (!Val)
+      return 0;
+    
+    for (unsigned I = 1, E = CA->getNumOperands(); I != E; ++I)
+      if (CA->getOperand(I-1) != CA->getOperand(I))
+        return 0;
+    
+    return Val;
+  }
+  
+  // Conceptually, we could handle things like:
+  //   %a = zext i8 %X to i16
+  //   %b = shl i16 %a, 8
+  //   %c = or i16 %a, %b
+  // but until there is an example that actually needs this, it doesn't seem
+  // worth worrying about.
+  return 0;
+}
+
+
 // This is the recursive version of BuildSubAggregate. It takes a few different
 // arguments. Idxs is the index within the nested struct From that we are
 // looking at now (which is of type IndexedType). IdxSkip is the number of
@@ -858,7 +1067,6 @@ bool llvm::CannotBeNegativeZero(const Value *V, unsigned Depth) {
 static Value *BuildSubAggregate(Value *From, Value* To, const Type *IndexedType,
                                 SmallVector<unsigned, 10> &Idxs,
                                 unsigned IdxSkip,
-                                LLVMContext &Context,
                                 Instruction *InsertBefore) {
   const llvm::StructType *STy = llvm::dyn_cast<llvm::StructType>(IndexedType);
   if (STy) {
@@ -870,7 +1078,7 @@ static Value *BuildSubAggregate(Value *From, Value* To, const Type *IndexedType,
       Idxs.push_back(i);
       Value *PrevTo = To;
       To = BuildSubAggregate(From, To, STy->getElementType(i), Idxs, IdxSkip,
-                             Context, InsertBefore);
+                             InsertBefore);
       Idxs.pop_back();
       if (!To) {
         // Couldn't find any inserted value for this index? Cleanup
@@ -893,7 +1101,7 @@ static Value *BuildSubAggregate(Value *From, Value* To, const Type *IndexedType,
   // we might be able to find the complete struct somewhere.
   
   // Find the value that is at that particular spot
-  Value *V = FindInsertedValue(From, Idxs.begin(), Idxs.end(), Context);
+  Value *V = FindInsertedValue(From, Idxs.begin(), Idxs.end());
 
   if (!V)
     return NULL;
@@ -916,7 +1124,7 @@ static Value *BuildSubAggregate(Value *From, Value* To, const Type *IndexedType,
 //
 // All inserted insertvalue instructions are inserted before InsertBefore
 static Value *BuildSubAggregate(Value *From, const unsigned *idx_begin,
-                                const unsigned *idx_end, LLVMContext &Context,
+                                const unsigned *idx_end,
                                 Instruction *InsertBefore) {
   assert(InsertBefore && "Must have someplace to insert!");
   const Type *IndexedType = ExtractValueInst::getIndexedType(From->getType(),
@@ -926,8 +1134,7 @@ static Value *BuildSubAggregate(Value *From, const unsigned *idx_begin,
   SmallVector<unsigned, 10> Idxs(idx_begin, idx_end);
   unsigned IdxSkip = Idxs.size();
 
-  return BuildSubAggregate(From, To, IndexedType, Idxs, IdxSkip,
-                           Context, InsertBefore);
+  return BuildSubAggregate(From, To, IndexedType, Idxs, IdxSkip, InsertBefore);
 }
 
 /// FindInsertedValue - Given an aggregrate and an sequence of indices, see if
@@ -937,14 +1144,13 @@ static Value *BuildSubAggregate(Value *From, const unsigned *idx_begin,
 /// If InsertBefore is not null, this function will duplicate (modified)
 /// insertvalues when a part of a nested struct is extracted.
 Value *llvm::FindInsertedValue(Value *V, const unsigned *idx_begin,
-                         const unsigned *idx_end, LLVMContext &Context,
-                         Instruction *InsertBefore) {
+                         const unsigned *idx_end, Instruction *InsertBefore) {
   // Nothing to index? Just return V then (this is useful at the end of our
   // recursion)
   if (idx_begin == idx_end)
     return V;
   // We have indices, so V should have an indexable type
-  assert((isa<StructType>(V->getType()) || isa<ArrayType>(V->getType()))
+  assert((V->getType()->isStructTy() || V->getType()->isArrayTy())
          && "Not looking at a struct or array?");
   assert(ExtractValueInst::getIndexedType(V->getType(), idx_begin, idx_end)
          && "Invalid indices for type?");
@@ -962,7 +1168,7 @@ Value *llvm::FindInsertedValue(Value *V, const unsigned *idx_begin,
     if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantStruct>(C))
       // Recursively process this constant
       return FindInsertedValue(C->getOperand(*idx_begin), idx_begin + 1,
-                               idx_end, Context, InsertBefore);
+                               idx_end, InsertBefore);
   } else if (InsertValueInst *I = dyn_cast<InsertValueInst>(V)) {
     // Loop the indices for the insertvalue instruction in parallel with the
     // requested indices
@@ -981,8 +1187,7 @@ Value *llvm::FindInsertedValue(Value *V, const unsigned *idx_begin,
           // %C = insertvalue {i32, i32 } %A, i32 11, 1
           // which allows the unused 0,0 element from the nested struct to be
           // removed.
-          return BuildSubAggregate(V, idx_begin, req_idx,
-                                   Context, InsertBefore);
+          return BuildSubAggregate(V, idx_begin, req_idx, InsertBefore);
         else
           // We can't handle this without inserting insertvalues
           return 0;
@@ -993,13 +1198,13 @@ Value *llvm::FindInsertedValue(Value *V, const unsigned *idx_begin,
       // looking for, then.
       if (*req_idx != *i)
         return FindInsertedValue(I->getAggregateOperand(), idx_begin, idx_end,
-                                 Context, InsertBefore);
+                                 InsertBefore);
     }
     // If we end up here, the indices of the insertvalue match with those
     // requested (though possibly only partially). Now we recursively look at
     // the inserted value, passing any remaining indices.
     return FindInsertedValue(I->getInsertedValueOperand(), req_idx, idx_end,
-                             Context, InsertBefore);
+                             InsertBefore);
   } else if (ExtractValueInst *I = dyn_cast<ExtractValueInst>(V)) {
     // If we're extracting a value from an aggregrate that was extracted from
     // something else, we can extract from that something else directly instead.
@@ -1023,32 +1228,74 @@ Value *llvm::FindInsertedValue(Value *V, const unsigned *idx_begin,
            && "Number of indices added not correct?");
     
     return FindInsertedValue(I->getAggregateOperand(), Idxs.begin(), Idxs.end(),
-                             Context, InsertBefore);
+                             InsertBefore);
   }
   // Otherwise, we don't know (such as, extracting from a function return value
   // or load instruction)
   return 0;
 }
 
+/// GetPointerBaseWithConstantOffset - Analyze the specified pointer to see if
+/// it can be expressed as a base pointer plus a constant offset.  Return the
+/// base and offset to the caller.
+Value *llvm::GetPointerBaseWithConstantOffset(Value *Ptr, int64_t &Offset,
+                                              const TargetData &TD) {
+  Operator *PtrOp = dyn_cast<Operator>(Ptr);
+  if (PtrOp == 0) return Ptr;
+  
+  // Just look through bitcasts.
+  if (PtrOp->getOpcode() == Instruction::BitCast)
+    return GetPointerBaseWithConstantOffset(PtrOp->getOperand(0), Offset, TD);
+  
+  // If this is a GEP with constant indices, we can look through it.
+  GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(PtrOp);
+  if (GEP == 0 || !GEP->hasAllConstantIndices()) return Ptr;
+  
+  gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
+  for (User::op_iterator I = GEP->idx_begin(), E = GEP->idx_end(); I != E;
+       ++I, ++GTI) {
+    ConstantInt *OpC = cast<ConstantInt>(*I);
+    if (OpC->isZero()) continue;
+    
+    // Handle a struct and array indices which add their offset to the pointer.
+    if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
+      Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
+    } else {
+      uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
+      Offset += OpC->getSExtValue()*Size;
+    }
+  }
+  
+  // Re-sign extend from the pointer size if needed to get overflow edge cases
+  // right.
+  unsigned PtrSize = TD.getPointerSizeInBits();
+  if (PtrSize < 64)
+    Offset = (Offset << (64-PtrSize)) >> (64-PtrSize);
+  
+  return GetPointerBaseWithConstantOffset(GEP->getPointerOperand(), Offset, TD);
+}
+
+
 /// GetConstantStringInfo - This function computes the length of a
 /// null-terminated C string pointed to by V.  If successful, it returns true
 /// and returns the string in Str.  If unsuccessful, it returns false.
-bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
+bool llvm::GetConstantStringInfo(const Value *V, std::string &Str,
+                                 uint64_t Offset,
                                  bool StopAtNul) {
   // If V is NULL then return false;
   if (V == NULL) return false;
 
   // Look through bitcast instructions.
-  if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V))
+  if (const BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V))
     return GetConstantStringInfo(BCI->getOperand(0), Str, Offset, StopAtNul);
   
   // If the value is not a GEP instruction nor a constant expression with a
   // GEP instruction, then return false because ConstantArray can't occur
   // any other way
-  User *GEP = 0;
-  if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
+  const User *GEP = 0;
+  if (const GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
     GEP = GEPI;
-  } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
+  } else if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
       return GetConstantStringInfo(CE->getOperand(0), Str, Offset, StopAtNul);
     if (CE->getOpcode() != Instruction::GetElementPtr)
@@ -1064,12 +1311,12 @@ bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
     // Make sure the index-ee is a pointer to array of i8.
     const PointerType *PT = cast<PointerType>(GEP->getOperand(0)->getType());
     const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(PT->getElementType());
-    if (AT == 0 || AT->getElementType() != Type::getInt8Ty(V->getContext()))
+    if (AT == 0 || !AT->getElementType()->isIntegerTy(8))
       return false;
     
     // Check to make sure that the first operand of the GEP is an integer and
     // has value 0 so that we are sure we're indexing into the initializer.
-    ConstantInt *FirstIdx = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1));
+    const ConstantInt *FirstIdx = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1));
     if (FirstIdx == 0 || !FirstIdx->isZero())
       return false;
     
@@ -1077,7 +1324,7 @@ bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
     // into the array.  If this occurs, we can't say anything meaningful about
     // the string.
     uint64_t StartIdx = 0;
-    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(2)))
+    if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(2)))
       StartIdx = CI->getZExtValue();
     else
       return false;
@@ -1085,18 +1332,13 @@ bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
                                  StopAtNul);
   }
   
-  if (MDString *MDStr = dyn_cast<MDString>(V)) {
-    Str = MDStr->getString();
-    return true;
-  }
-
   // The GEP instruction, constant or instruction, must reference a global
   // variable that is a constant and is initialized. The referenced constant
   // initializer is the array that we'll use for optimization.
-  GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V);
+  const GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V);
   if (!GV || !GV->isConstant() || !GV->hasDefinitiveInitializer())
     return false;
-  Constant *GlobalInit = GV->getInitializer();
+  const Constant *GlobalInit = GV->getInitializer();
   
   // Handle the ConstantAggregateZero case
   if (isa<ConstantAggregateZero>(GlobalInit)) {
@@ -1107,9 +1349,8 @@ bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
   }
   
   // Must be a Constant Array
-  ConstantArray *Array = dyn_cast<ConstantArray>(GlobalInit);
-  if (Array == 0 ||
-      Array->getType()->getElementType() != Type::getInt8Ty(V->getContext()))
+  const ConstantArray *Array = dyn_cast<ConstantArray>(GlobalInit);
+  if (Array == 0 || !Array->getType()->getElementType()->isIntegerTy(8))
     return false;
   
   // Get the number of elements in the array
@@ -1122,8 +1363,8 @@ bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
   // to in the array.
   Str.reserve(NumElts-Offset);
   for (unsigned i = Offset; i != NumElts; ++i) {
-    Constant *Elt = Array->getOperand(i);
-    ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Elt);
+    const Constant *Elt = Array->getOperand(i);
+    const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Elt);
     if (!CI) // This array isn't suitable, non-int initializer.
       return false;
     if (StopAtNul && CI->isZero())
@@ -1134,3 +1375,159 @@ bool llvm::GetConstantStringInfo(Value *V, std::string &Str, uint64_t Offset,
   // The array isn't null terminated, but maybe this is a memcpy, not a strcpy.
   return true;
 }
+
+// These next two are very similar to the above, but also look through PHI
+// nodes.
+// TODO: See if we can integrate these two together.
+
+/// GetStringLengthH - If we can compute the length of the string pointed to by
+/// the specified pointer, return 'len+1'.  If we can't, return 0.
+static uint64_t GetStringLengthH(Value *V, SmallPtrSet<PHINode*, 32> &PHIs) {
+  // Look through noop bitcast instructions.
+  if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V))
+    return GetStringLengthH(BCI->getOperand(0), PHIs);
+
+  // If this is a PHI node, there are two cases: either we have already seen it
+  // or we haven't.
+  if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V)) {
+    if (!PHIs.insert(PN))
+      return ~0ULL;  // already in the set.
+
+    // If it was new, see if all the input strings are the same length.
+    uint64_t LenSoFar = ~0ULL;
+    for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+      uint64_t Len = GetStringLengthH(PN->getIncomingValue(i), PHIs);
+      if (Len == 0) return 0; // Unknown length -> unknown.
+
+      if (Len == ~0ULL) continue;
+
+      if (Len != LenSoFar && LenSoFar != ~0ULL)
+        return 0;    // Disagree -> unknown.
+      LenSoFar = Len;
+    }
+
+    // Success, all agree.
+    return LenSoFar;
+  }
+
+  // strlen(select(c,x,y)) -> strlen(x) ^ strlen(y)
+  if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V)) {
+    uint64_t Len1 = GetStringLengthH(SI->getTrueValue(), PHIs);
+    if (Len1 == 0) return 0;
+    uint64_t Len2 = GetStringLengthH(SI->getFalseValue(), PHIs);
+    if (Len2 == 0) return 0;
+    if (Len1 == ~0ULL) return Len2;
+    if (Len2 == ~0ULL) return Len1;
+    if (Len1 != Len2) return 0;
+    return Len1;
+  }
+
+  // If the value is not a GEP instruction nor a constant expression with a
+  // GEP instruction, then return unknown.
+  User *GEP = 0;
+  if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V)) {
+    GEP = GEPI;
+  } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
+    if (CE->getOpcode() != Instruction::GetElementPtr)
+      return 0;
+    GEP = CE;
+  } else {
+    return 0;
+  }
+
+  // Make sure the GEP has exactly three arguments.
+  if (GEP->getNumOperands() != 3)
+    return 0;
+
+  // Check to make sure that the first operand of the GEP is an integer and
+  // has value 0 so that we are sure we're indexing into the initializer.
+  if (ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(1))) {
+    if (!Idx->isZero())
+      return 0;
+  } else
+    return 0;
+
+  // If the second index isn't a ConstantInt, then this is a variable index
+  // into the array.  If this occurs, we can't say anything meaningful about
+  // the string.
+  uint64_t StartIdx = 0;
+  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(2)))
+    StartIdx = CI->getZExtValue();
+  else
+    return 0;
+
+  // The GEP instruction, constant or instruction, must reference a global
+  // variable that is a constant and is initialized. The referenced constant
+  // initializer is the array that we'll use for optimization.
+  GlobalVariable* GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GEP->getOperand(0));
+  if (!GV || !GV->isConstant() || !GV->hasInitializer() ||
+      GV->mayBeOverridden())
+    return 0;
+  Constant *GlobalInit = GV->getInitializer();
+
+  // Handle the ConstantAggregateZero case, which is a degenerate case. The
+  // initializer is constant zero so the length of the string must be zero.
+  if (isa<ConstantAggregateZero>(GlobalInit))
+    return 1;  // Len = 0 offset by 1.
+
+  // Must be a Constant Array
+  ConstantArray *Array = dyn_cast<ConstantArray>(GlobalInit);
+  if (!Array || !Array->getType()->getElementType()->isIntegerTy(8))
+    return false;
+
+  // Get the number of elements in the array
+  uint64_t NumElts = Array->getType()->getNumElements();
+
+  // Traverse the constant array from StartIdx (derived above) which is
+  // the place the GEP refers to in the array.
+  for (unsigned i = StartIdx; i != NumElts; ++i) {
+    Constant *Elt = Array->getOperand(i);
+    ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Elt);
+    if (!CI) // This array isn't suitable, non-int initializer.
+      return 0;
+    if (CI->isZero())
+      return i-StartIdx+1; // We found end of string, success!
+  }
+
+  return 0; // The array isn't null terminated, conservatively return 'unknown'.
+}
+
+/// GetStringLength - If we can compute the length of the string pointed to by
+/// the specified pointer, return 'len+1'.  If we can't, return 0.
+uint64_t llvm::GetStringLength(Value *V) {
+  if (!V->getType()->isPointerTy()) return 0;
+
+  SmallPtrSet<PHINode*, 32> PHIs;
+  uint64_t Len = GetStringLengthH(V, PHIs);
+  // If Len is ~0ULL, we had an infinite phi cycle: this is dead code, so return
+  // an empty string as a length.
+  return Len == ~0ULL ? 1 : Len;
+}
+
+Value *llvm::GetUnderlyingObject(Value *V, unsigned MaxLookup) {
+  if (!V->getType()->isPointerTy())
+    return V;
+  for (unsigned Count = 0; MaxLookup == 0 || Count < MaxLookup; ++Count) {
+    if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(V)) {
+      V = GEP->getPointerOperand();
+    } else if (Operator::getOpcode(V) == Instruction::BitCast) {
+      V = cast<Operator>(V)->getOperand(0);
+    } else if (GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V)) {
+      if (GA->mayBeOverridden())
+        return V;
+      V = GA->getAliasee();
+    } else {
+      // See if InstructionSimplify knows any relevant tricks.
+      if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
+        // TODO: Aquire TargetData and DominatorTree and use them.
+        if (Value *Simplified = SimplifyInstruction(I, 0, 0)) {
+          V = Simplified;
+          continue;
+        }
+
+      return V;
+    }
+    assert(V->getType()->isPointerTy() && "Unexpected operand type!");
+  }
+  return V;
+}