Remember to actually update SplitAnalysis statistics now that we have a fancy
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / InstCombine / InstCombineCasts.cpp
index a1d6d29ecd420ab4fab8c4770713c563948c0fb7..dbe5200d0009fa1371d33897089e5a5c2a252c31 100644 (file)
@@ -22,19 +22,18 @@ using namespace PatternMatch;
 /// X*Scale+Offset.
 ///
 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
-                                        int &Offset) {
-  assert(Val->getType()->isInteger(32) && "Unexpected allocation size type!");
+                                        uint64_t &Offset) {
   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
     Offset = CI->getZExtValue();
     Scale  = 0;
-    return ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Val->getContext()), 0);
+    return ConstantInt::get(Val->getType(), 0);
   }
   
   if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
-        Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
+        Scale = UINT64_C(1) << RHS->getZExtValue();
         Offset = 0;
         return I->getOperand(0);
       }
@@ -100,7 +99,7 @@ Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
   // size argument.
   unsigned ArraySizeScale;
-  int ArrayOffset;
+  uint64_t ArrayOffset;
   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
  
@@ -114,13 +113,13 @@ Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
   if (Scale == 1) {
     Amt = NumElements;
   } else {
-    Amt = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(CI.getContext()), Scale);
+    Amt = ConstantInt::get(AI.getArraySize()->getType(), Scale);
     // Insert before the alloca, not before the cast.
     Amt = AllocaBuilder.CreateMul(Amt, NumElements, "tmp");
   }
   
-  if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
-    Value *Off = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(CI.getContext()),
+  if (uint64_t Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
+    Value *Off = ConstantInt::get(AI.getArraySize()->getType(),
                                   Offset, true);
     Amt = AllocaBuilder.CreateAdd(Amt, Off, "tmp");
   }
@@ -147,338 +146,19 @@ Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
 }
 
 
-/// CanEvaluateTruncated - Return true if we can evaluate the specified
-/// expression tree as type Ty instead of its larger type, and arrive with the
-/// same value.  This is used by code that tries to eliminate truncates.
-///
-/// Ty will always be a type smaller than V.  We should return true if trunc(V)
-/// can be computed by computing V in the smaller type.  If V is an instruction,
-/// then trunc(inst(x,y)) can be computed as inst(trunc(x),trunc(y)), which only
-/// makes sense if x and y can be efficiently truncated.
-///
-static bool CanEvaluateTruncated(Value *V, const Type *Ty) {
-  // We can always evaluate constants in another type.
-  if (isa<Constant>(V))
-    return true;
-  
-  Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
-  if (!I) return false;
-  
-  const Type *OrigTy = V->getType();
-  
-  // If this is an extension from the dest type, we can eliminate it.
-  if ((isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) && 
-      I->getOperand(0)->getType() == Ty)
-    return true;
-
-  // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
-  // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
-  if (!I->hasOneUse()) return false;
-
-  unsigned Opc = I->getOpcode();
-  switch (Opc) {
-  case Instruction::Add:
-  case Instruction::Sub:
-  case Instruction::Mul:
-  case Instruction::And:
-  case Instruction::Or:
-  case Instruction::Xor:
-    // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
-    return CanEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty) &&
-           CanEvaluateTruncated(I->getOperand(1), Ty);
-
-  case Instruction::UDiv:
-  case Instruction::URem: {
-    // UDiv and URem can be truncated if all the truncated bits are zero.
-    uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
-    uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
-    if (BitWidth < OrigBitWidth) {
-      APInt Mask = APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth);
-      if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(0), Mask) &&
-          MaskedValueIsZero(I->getOperand(1), Mask)) {
-        return CanEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty) &&
-               CanEvaluateTruncated(I->getOperand(1), Ty);
-      }
-    }
-    break;
-  }
-  case Instruction::Shl:
-    // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
-    // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
-    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
-      uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
-      if (CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
-        return CanEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty);
-    }
-    break;
-  case Instruction::LShr:
-    // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
-    // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
-    // already zeros.
-    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
-      uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
-      uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
-      if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
-            APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
-          CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
-        return CanEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty);
-      }
-    }
-    break;
-  case Instruction::Trunc:
-    // trunc(trunc(x)) -> trunc(x)
-    return true;
-  case Instruction::Select: {
-    SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
-    return CanEvaluateTruncated(SI->getTrueValue(), Ty) &&
-           CanEvaluateTruncated(SI->getFalseValue(), Ty);
-  }
-  case Instruction::PHI: {
-    // We can change a phi if we can change all operands.  Note that we never
-    // get into trouble with cyclic PHIs here because we only consider
-    // instructions with a single use.
-    PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
-    for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
-      if (!CanEvaluateTruncated(PN->getIncomingValue(i), Ty))
-        return false;
-    return true;
-  }
-  default:
-    // TODO: Can handle more cases here.
-    break;
-  }
-  
-  return false;
-}
-
-/// GetLeadingZeros - Compute the number of known-zero leading bits.
-static unsigned GetLeadingZeros(Value *V, const TargetData *TD) {
-  unsigned Bits = V->getType()->getScalarSizeInBits();
-  APInt KnownZero(Bits, 0), KnownOne(Bits, 0);
-  ComputeMaskedBits(V, APInt::getAllOnesValue(Bits), KnownZero, KnownOne, TD);
-  return KnownZero.countLeadingOnes();
-}
-
-/// CanEvaluateZExtd - Determine if the specified value can be computed in the
-/// specified wider type and produce the same low bits.  If not, return -1.  If
-/// it is possible, return the number of high bits that are known to be zero in
-/// the promoted value.
-static int CanEvaluateZExtd(Value *V, const Type *Ty,unsigned &NumCastsRemoved,
-                            const TargetData *TD) {
-  const Type *OrigTy = V->getType();
-
-  if (isa<Constant>(V)) {
-    unsigned Extended = Ty->getScalarSizeInBits()-OrigTy->getScalarSizeInBits();
-
-    // Constants can always be zero ext'd, even if it requires a ConstantExpr.
-    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
-      return Extended + CI->getValue().countLeadingZeros();
-    return Extended;
-  }
-  
-  Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
-  if (!I) return -1;
-  
-  // If the input is a truncate from the destination type, we can trivially
-  // eliminate it, and this will remove a cast overall.
-  if (isa<TruncInst>(I) && I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
-    // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
-    // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
-    // casts first.
-    if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)) && I->hasOneUse())
-      ++NumCastsRemoved;
-    
-    // Figure out the number of known-zero bits coming in.
-    return GetLeadingZeros(I->getOperand(0), TD);
-  }
-  
-  // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
-  // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
-  if (!I->hasOneUse()) return -1;
-  
-  int Tmp1, Tmp2;
-  unsigned Opc = I->getOpcode();
-  switch (Opc) {
-  case Instruction::And:
-    Tmp1 = CanEvaluateZExtd(I->getOperand(0), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-    if (Tmp1 == -1) return -1;
-    Tmp2 = CanEvaluateZExtd(I->getOperand(1), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-    if (Tmp2 == -1) return -1;
-    return std::max(Tmp1, Tmp2);
-  case Instruction::Or:
-  case Instruction::Xor:
-    Tmp1 = CanEvaluateZExtd(I->getOperand(0), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-    if (Tmp1 == -1) return -1;
-    Tmp2 = CanEvaluateZExtd(I->getOperand(1), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-    return std::min(Tmp1, Tmp2);
-
-  case Instruction::Add:
-  case Instruction::Sub:
-  case Instruction::Mul:
-    Tmp1 = CanEvaluateZExtd(I->getOperand(0), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-    if (Tmp1 == -1) return -1;
-    Tmp2 = CanEvaluateZExtd(I->getOperand(1), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-    if (Tmp2 == -1) return -1;
-    return 0;
-      
-  //case Instruction::Shl:
-  //case Instruction::LShr:
-  case Instruction::ZExt:
-    // zext(zext(x)) -> zext(x).  Since we're replacing it, it isn't eliminated.
-    Tmp1 = Ty->getScalarSizeInBits()-OrigTy->getScalarSizeInBits();
-    return GetLeadingZeros(I, TD)+Tmp1;
-      
-  //case Instruction::SExt:  zext(sext(x)) -> sext(x) with no upper bits known.
-  //case Instruction::Trunc:
-  case Instruction::Select:
-    Tmp1 = CanEvaluateZExtd(I->getOperand(1), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-    if (Tmp1 == -1) return -1;
-    Tmp2 = CanEvaluateZExtd(I->getOperand(2), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-    return std::min(Tmp1, Tmp2);
-      
-  case Instruction::PHI: {
-    // We can change a phi if we can change all operands.  Note that we never
-    // get into trouble with cyclic PHIs here because we only consider
-    // instructions with a single use.
-    PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
-    int Result = CanEvaluateZExtd(PN->getIncomingValue(0), Ty,
-                                  NumCastsRemoved, TD);
-    for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
-      if (Result == -1) return -1;
-      Tmp1 = CanEvaluateZExtd(PN->getIncomingValue(i), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-      Result = std::min(Result, Tmp1);
-    }
-    return Result;
-  }
-  default:
-    // TODO: Can handle more cases here.
-    return -1;
-  }
-}
-
-/// CanEvaluateSExtd - Return true if we can take the specified value
-/// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
-/// changing the value of the common low bits.  This is used by code that tries
-/// to promote integer operations to a wider types will allow us to eliminate
-/// the extension.
-///
-/// This returns 0 if we can't do this or the number of sign bits that would be
-/// set if we can.  For example, CanEvaluateSExtd(i16 1, i64) would return 63,
-/// because the computation can be extended (to "i64 1") and the resulting
-/// computation has 63 equal sign bits.
-///
-/// This function works on both vectors and scalars.  For vectors, the result is
-/// the number of bits known sign extended in each element.
-///
-static unsigned CanEvaluateSExtd(Value *V, const Type *Ty,
-                                 unsigned &NumCastsRemoved, TargetData *TD) {
-  assert(V->getType()->getScalarSizeInBits() < Ty->getScalarSizeInBits() &&
-         "Can't sign extend type to a smaller type");
-  // If this is a constant, return the number of sign bits the extended version
-  // of it would have.
-  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
-    return ComputeNumSignBits(ConstantExpr::getSExt(C, Ty), TD);
-  
-  Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
-  if (!I) return 0;
-  
-  // If this is a truncate from the destination type, we can trivially eliminate
-  // it, and this will remove a cast overall.
-  if (isa<TruncInst>(I) && I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
-    // If the operand of the truncate is itself a cast, and is eliminable, do
-    // not count this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those
-    // two casts first.
-    if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)) && I->hasOneUse())
-      ++NumCastsRemoved;
-    return ComputeNumSignBits(I->getOperand(0), TD);
-  }
-  
-  // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
-  // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
-  if (!I->hasOneUse()) return 0;
-
-  const Type *OrigTy = V->getType();
-
-  unsigned Opc = I->getOpcode();
-  unsigned Tmp1, Tmp2;
-  switch (Opc) {
-  case Instruction::And:
-  case Instruction::Or:
-  case Instruction::Xor:
-    // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
-    Tmp1 = CanEvaluateSExtd(I->getOperand(0), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-    if (Tmp1 == 0) return 0;
-    Tmp2 = CanEvaluateSExtd(I->getOperand(1), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-    return std::min(Tmp1, Tmp2);
-  case Instruction::Add:
-  case Instruction::Sub:
-    // Add/Sub can have at most one carry/borrow bit.
-    Tmp1 = CanEvaluateSExtd(I->getOperand(0), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-    if (Tmp1 == 0) return 0;
-    Tmp2 = CanEvaluateSExtd(I->getOperand(1), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-    if (Tmp2 == 0) return 0;
-    return std::min(Tmp1, Tmp2)-1;
-  case Instruction::Mul:
-    // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
-    if (!CanEvaluateSExtd(I->getOperand(0), Ty, NumCastsRemoved, TD))
-      return 0;
-    if (!CanEvaluateSExtd(I->getOperand(1), Ty, NumCastsRemoved, TD))
-      return 0;
-    return 1; // IMPROVE?
-      
-  //case Instruction::Shl:   TODO
-  //case Instruction::LShr:  TODO
-  //case Instruction::Trunc: TODO
-      
-  case Instruction::SExt:
-  case Instruction::ZExt: {
-    // sext(sext(x)) -> sext(x)
-    // sext(zext(x)) -> zext(x)
-    // Note that replacing a cast does not reduce the number of casts in the
-    // input.
-    unsigned InSignBits = ComputeNumSignBits(I, TD);
-    unsigned ExtBits = Ty->getScalarSizeInBits()-OrigTy->getScalarSizeInBits();
-    // We'll end up extending it all the way out.
-    return InSignBits+ExtBits;
-  }
-  case Instruction::Select: {
-    SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
-    Tmp1 = CanEvaluateSExtd(SI->getTrueValue(), Ty, NumCastsRemoved, TD);
-    if (Tmp1 == 0) return 0;
-    Tmp2 = CanEvaluateSExtd(SI->getFalseValue(), Ty, NumCastsRemoved,TD);
-    return std::min(Tmp1, Tmp2);
-  }
-  case Instruction::PHI: {
-    // We can change a phi if we can change all operands.  Note that we never
-    // get into trouble with cyclic PHIs here because we only consider
-    // instructions with a single use.
-    PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
-    unsigned Result = ~0U;
-    for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
-      Result = std::min(Result,
-                        CanEvaluateSExtd(PN->getIncomingValue(i), Ty,
-                                         NumCastsRemoved, TD));
-      if (Result == 0) return 0;
-    }
-    return Result;
-  }
-  default:
-    // TODO: Can handle more cases here.
-    break;
-  }
-  
-  return 0;
-}
-
 
 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
 /// CanEvaluateTruncated or CanEvaluateSExtd returns true for, actually
 /// insert the code to evaluate the expression.
 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
                                              bool isSigned) {
-  // FIXME: use libanalysis constant folding.
-  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
-    return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
+  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
+    C = ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
+    // If we got a constantexpr back, try to simplify it with TD info.
+    if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C))
+      C = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD);
+    return C;
+  }
 
   // Otherwise, it must be an instruction.
   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
@@ -511,7 +191,9 @@ Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty,
       return I->getOperand(0);
     
     // Otherwise, must be the same type of cast, so just reinsert a new one.
-    Res = CastInst::Create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),Ty);
+    // This also handles the case of zext(trunc(x)) -> zext(x).
+    Res = CastInst::CreateIntegerCast(I->getOperand(0), Ty,
+                                      Opc == Instruction::SExt);
     break;
   case Instruction::Select: {
     Value *True = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
@@ -572,17 +254,26 @@ isEliminableCastPair(
   return Instruction::CastOps(Res);
 }
 
-/// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
-/// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
-/// enough or if the cast can be folded into other casts.
-bool InstCombiner::ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode,const Value *V,
-                                     const Type *Ty) {
+/// ShouldOptimizeCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually
+/// results in any code being generated and is interesting to optimize out. If
+/// the cast can be eliminated by some other simple transformation, we prefer
+/// to do the simplification first.
+bool InstCombiner::ShouldOptimizeCast(Instruction::CastOps opc, const Value *V,
+                                      const Type *Ty) {
+  // Noop casts and casts of constants should be eliminated trivially.
   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
   
-  // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
+  // If this is another cast that can be eliminated, we prefer to have it
+  // eliminated.
   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
-    if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD))
+    if (isEliminableCastPair(CI, opc, Ty, TD))
       return false;
+  
+  // If this is a vector sext from a compare, then we don't want to break the
+  // idiom where each element of the extended vector is either zero or all ones.
+  if (opc == Instruction::SExt && isa<CmpInst>(V) && Ty->isVectorTy())
+    return false;
+  
   return true;
 }
 
@@ -601,143 +292,160 @@ Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
       return CastInst::Create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
     }
   }
-
-  // If we are casting a select then fold the cast into the select
-  if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
-    if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI))
-      return NV;
-
-  // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
-  if (isa<PHINode>(Src)) {
-    // We don't do this if this would create a PHI node with an illegal type if
-    // it is currently legal.
-    if (!isa<IntegerType>(Src->getType()) ||
-        !isa<IntegerType>(CI.getType()) ||
-        ShouldChangeType(CI.getType(), Src->getType()))
-      if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
-        return NV;
+
+  // If we are casting a select then fold the cast into the select
+  if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
+    if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI))
+      return NV;
+
+  // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
+  if (isa<PHINode>(Src)) {
+    // We don't do this if this would create a PHI node with an illegal type if
+    // it is currently legal.
+    if (!Src->getType()->isIntegerTy() ||
+        !CI.getType()->isIntegerTy() ||
+        ShouldChangeType(CI.getType(), Src->getType()))
+      if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
+        return NV;
+  }
+  
+  return 0;
+}
+
+/// CanEvaluateTruncated - Return true if we can evaluate the specified
+/// expression tree as type Ty instead of its larger type, and arrive with the
+/// same value.  This is used by code that tries to eliminate truncates.
+///
+/// Ty will always be a type smaller than V.  We should return true if trunc(V)
+/// can be computed by computing V in the smaller type.  If V is an instruction,
+/// then trunc(inst(x,y)) can be computed as inst(trunc(x),trunc(y)), which only
+/// makes sense if x and y can be efficiently truncated.
+///
+/// This function works on both vectors and scalars.
+///
+static bool CanEvaluateTruncated(Value *V, const Type *Ty) {
+  // We can always evaluate constants in another type.
+  if (isa<Constant>(V))
+    return true;
+  
+  Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
+  if (!I) return false;
+  
+  const Type *OrigTy = V->getType();
+  
+  // If this is an extension from the dest type, we can eliminate it, even if it
+  // has multiple uses.
+  if ((isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) && 
+      I->getOperand(0)->getType() == Ty)
+    return true;
+
+  // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
+  // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
+  if (!I->hasOneUse()) return false;
+
+  unsigned Opc = I->getOpcode();
+  switch (Opc) {
+  case Instruction::Add:
+  case Instruction::Sub:
+  case Instruction::Mul:
+  case Instruction::And:
+  case Instruction::Or:
+  case Instruction::Xor:
+    // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
+    return CanEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty) &&
+           CanEvaluateTruncated(I->getOperand(1), Ty);
+
+  case Instruction::UDiv:
+  case Instruction::URem: {
+    // UDiv and URem can be truncated if all the truncated bits are zero.
+    uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
+    uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
+    if (BitWidth < OrigBitWidth) {
+      APInt Mask = APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth);
+      if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(0), Mask) &&
+          MaskedValueIsZero(I->getOperand(1), Mask)) {
+        return CanEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty) &&
+               CanEvaluateTruncated(I->getOperand(1), Ty);
+      }
+    }
+    break;
+  }
+  case Instruction::Shl:
+    // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
+    // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
+      uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
+      if (CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
+        return CanEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty);
+    }
+    break;
+  case Instruction::LShr:
+    // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
+    // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
+    // already zeros.
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
+      uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
+      uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
+      if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
+            APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
+          CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
+        return CanEvaluateTruncated(I->getOperand(0), Ty);
+      }
+    }
+    break;
+  case Instruction::Trunc:
+    // trunc(trunc(x)) -> trunc(x)
+    return true;
+  case Instruction::Select: {
+    SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
+    return CanEvaluateTruncated(SI->getTrueValue(), Ty) &&
+           CanEvaluateTruncated(SI->getFalseValue(), Ty);
+  }
+  case Instruction::PHI: {
+    // We can change a phi if we can change all operands.  Note that we never
+    // get into trouble with cyclic PHIs here because we only consider
+    // instructions with a single use.
+    PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
+    for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
+      if (!CanEvaluateTruncated(PN->getIncomingValue(i), Ty))
+        return false;
+    return true;
+  }
+  default:
+    // TODO: Can handle more cases here.
+    break;
   }
   
-  return 0;
+  return false;
 }
 
-/// commonIntCastTransforms - This function implements the common transforms
-/// for trunc, zext, and sext.
-Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
+Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
     return Result;
-
-  // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
+  
+  // See if we can simplify any instructions used by the input whose sole 
   // purpose is to compute bits we don't care about.
   if (SimplifyDemandedInstructionBits(CI))
     return &CI;
   
-  // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
-  // can't do anything more. 
-  Instruction *Src = dyn_cast<Instruction>(CI.getOperand(0));
-  if (!Src || !Src->hasOneUse())
-    return 0;
-
-  // Check to see if we can eliminate the cast by changing the entire
-  // computation chain to do the computation in the result type.
-  const Type *SrcTy = Src->getType();
-  const Type *DestTy = CI.getType();
+  Value *Src = CI.getOperand(0);
+  const Type *DestTy = CI.getType(), *SrcTy = Src->getType();
   
-  // Only do this if the dest type is a simple type, don't convert the
+  // Attempt to truncate the entire input expression tree to the destination
+  // type.   Only do this if the dest type is a simple type, don't convert the
   // expression tree to something weird like i93 unless the source is also
   // strange.
-  if (!isa<VectorType>(DestTy) && !ShouldChangeType(SrcTy, DestTy))
-    return 0;
-  
-  uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
-  uint32_t DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
-      
-  // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
-  unsigned NumCastsRemoved = 0;
-  switch (CI.getOpcode()) {
-  default: assert(0 && "not an integer cast");
-  case Instruction::Trunc: {
-    if (!CanEvaluateTruncated(Src, DestTy))
-      return 0;
+  if ((DestTy->isVectorTy() || ShouldChangeType(SrcTy, DestTy)) &&
+      CanEvaluateTruncated(Src, DestTy)) {
       
     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
     // eliminates the cast, so it is always a win.
     DEBUG(dbgs() << "ICE: EvaluateInDifferentType converting expression type"
-          " to avoid cast: " << CI);
+          " to avoid cast: " << CI << '\n');
     Value *Res = EvaluateInDifferentType(Src, DestTy, false);
     assert(Res->getType() == DestTy);
     return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
   }
-  case Instruction::ZExt: {
-    int BitsZExt = CanEvaluateZExtd(Src, DestTy, NumCastsRemoved, TD);
-    if (BitsZExt == -1) return 0;
-
-    // If this is a zero-extension, we need to do an AND to maintain the clear
-    // top-part of the computation.  If we know the result will be zero 
-    // extended enough already, we don't need the and.
-    if (NumCastsRemoved < 1 &&
-        unsigned(BitsZExt) < DestBitSize-SrcBitSize)
-      return 0;
-
-    // Okay, we can transform this!  Insert the new expression now.
-    DEBUG(dbgs() << "ICE: EvaluateInDifferentType converting expression type"
-          " to avoid zero extend: " << CI);
-    Value *Res = EvaluateInDifferentType(Src, DestTy, false);
-    assert(Res->getType() == DestTy);
-
-    // If the high bits are already filled with zeros, just replace this
-    // cast with the result.
-    if (unsigned(BitsZExt) >= DestBitSize-SrcBitSize ||
-        MaskedValueIsZero(Res, APInt::getHighBitsSet(DestBitSize,
-                                                     DestBitSize-SrcBitSize)))
-      return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
-
-    // We need to emit an AND to clear the high bits.
-    Constant *C = ConstantInt::get(CI.getContext(), 
-                             APInt::getLowBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize));
-    return BinaryOperator::CreateAnd(Res, C);
-  }
-  case Instruction::SExt: {
-    // Check to see if we can do this transformation, and if so, how many bits
-    // of the promoted expression will be known copies of the sign bit in the
-    // result.
-    unsigned NumBitsSExt = CanEvaluateSExtd(Src, DestTy, NumCastsRemoved, TD);
-    if (NumBitsSExt == 0)
-      return 0;
-
-    // Because this is a sign extension, we can always transform it by inserting
-    // two new shifts (to do the extension).  However, this is only profitable
-    // if we've eliminated two or more casts from the input.  If we know the
-    // result will be sign-extended enough to not require these shifts, we can
-    // always do the transformation.
-    if (NumCastsRemoved < 2 &&
-        NumBitsSExt <= DestBitSize-SrcBitSize)
-      return 0;
-    
-    // Okay, we can transform this!  Insert the new expression now.
-    DEBUG(dbgs() << "ICE: EvaluateInDifferentType converting expression type"
-          " to avoid sign extend: " << CI);
-    Value *Res = EvaluateInDifferentType(Src, DestTy, true);
-    assert(Res->getType() == DestTy);
-    
-    // If the high bits are already filled with sign bit, just replace this
-    // cast with the result.
-    if (NumBitsSExt > DestBitSize - SrcBitSize ||
-        ComputeNumSignBits(Res) > DestBitSize - SrcBitSize)
-      return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
-    
-    // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
-    return new SExtInst(Builder->CreateTrunc(Res, Src->getType()), DestTy);
-  }
-  }
-}
-
-Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
-  if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
-    return Result;
-  
-  Value *Src = CI.getOperand(0);
-  const Type *DestTy = CI.getType();
 
   // Canonicalize trunc x to i1 -> (icmp ne (and x, 1), 0), likewise for vector.
   if (DestTy->getScalarSizeInBits() == 1) {
@@ -880,17 +588,177 @@ Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
   return 0;
 }
 
+/// CanEvaluateZExtd - Determine if the specified value can be computed in the
+/// specified wider type and produce the same low bits.  If not, return false.
+///
+/// If this function returns true, it can also return a non-zero number of bits
+/// (in BitsToClear) which indicates that the value it computes is correct for
+/// the zero extend, but that the additional BitsToClear bits need to be zero'd
+/// out.  For example, to promote something like:
+///
+///   %B = trunc i64 %A to i32
+///   %C = lshr i32 %B, 8
+///   %E = zext i32 %C to i64
+///
+/// CanEvaluateZExtd for the 'lshr' will return true, and BitsToClear will be
+/// set to 8 to indicate that the promoted value needs to have bits 24-31
+/// cleared in addition to bits 32-63.  Since an 'and' will be generated to
+/// clear the top bits anyway, doing this has no extra cost.
+///
+/// This function works on both vectors and scalars.
+static bool CanEvaluateZExtd(Value *V, const Type *Ty, unsigned &BitsToClear) {
+  BitsToClear = 0;
+  if (isa<Constant>(V))
+    return true;
+  
+  Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
+  if (!I) return false;
+  
+  // If the input is a truncate from the destination type, we can trivially
+  // eliminate it, even if it has multiple uses.
+  // FIXME: This is currently disabled until codegen can handle this without
+  // pessimizing code, PR5997.
+  if (0 && isa<TruncInst>(I) && I->getOperand(0)->getType() == Ty)
+    return true;
+  
+  // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
+  // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
+  if (!I->hasOneUse()) return false;
+  
+  unsigned Opc = I->getOpcode(), Tmp;
+  switch (Opc) {
+  case Instruction::ZExt:  // zext(zext(x)) -> zext(x).
+  case Instruction::SExt:  // zext(sext(x)) -> sext(x).
+  case Instruction::Trunc: // zext(trunc(x)) -> trunc(x) or zext(x)
+    return true;
+  case Instruction::And:
+  case Instruction::Or:
+  case Instruction::Xor:
+  case Instruction::Add:
+  case Instruction::Sub:
+  case Instruction::Mul:
+  case Instruction::Shl:
+    if (!CanEvaluateZExtd(I->getOperand(0), Ty, BitsToClear) ||
+        !CanEvaluateZExtd(I->getOperand(1), Ty, Tmp))
+      return false;
+    // These can all be promoted if neither operand has 'bits to clear'.
+    if (BitsToClear == 0 && Tmp == 0)
+      return true;
+      
+    // If the operation is an AND/OR/XOR and the bits to clear are zero in the
+    // other side, BitsToClear is ok.
+    if (Tmp == 0 &&
+        (Opc == Instruction::And || Opc == Instruction::Or ||
+         Opc == Instruction::Xor)) {
+      // We use MaskedValueIsZero here for generality, but the case we care
+      // about the most is constant RHS.
+      unsigned VSize = V->getType()->getScalarSizeInBits();
+      if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(1),
+                            APInt::getHighBitsSet(VSize, BitsToClear)))
+        return true;
+    }
+      
+    // Otherwise, we don't know how to analyze this BitsToClear case yet.
+    return false;
+      
+  case Instruction::LShr:
+    // We can promote lshr(x, cst) if we can promote x.  This requires the
+    // ultimate 'and' to clear out the high zero bits we're clearing out though.
+    if (ConstantInt *Amt = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
+      if (!CanEvaluateZExtd(I->getOperand(0), Ty, BitsToClear))
+        return false;
+      BitsToClear += Amt->getZExtValue();
+      if (BitsToClear > V->getType()->getScalarSizeInBits())
+        BitsToClear = V->getType()->getScalarSizeInBits();
+      return true;
+    }
+    // Cannot promote variable LSHR.
+    return false;
+  case Instruction::Select:
+    if (!CanEvaluateZExtd(I->getOperand(1), Ty, Tmp) ||
+        !CanEvaluateZExtd(I->getOperand(2), Ty, BitsToClear) ||
+        // TODO: If important, we could handle the case when the BitsToClear are
+        // known zero in the disagreeing side.
+        Tmp != BitsToClear)
+      return false;
+    return true;
+      
+  case Instruction::PHI: {
+    // We can change a phi if we can change all operands.  Note that we never
+    // get into trouble with cyclic PHIs here because we only consider
+    // instructions with a single use.
+    PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
+    if (!CanEvaluateZExtd(PN->getIncomingValue(0), Ty, BitsToClear))
+      return false;
+    for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
+      if (!CanEvaluateZExtd(PN->getIncomingValue(i), Ty, Tmp) ||
+          // TODO: If important, we could handle the case when the BitsToClear
+          // are known zero in the disagreeing input.
+          Tmp != BitsToClear)
+        return false;
+    return true;
+  }
+  default:
+    // TODO: Can handle more cases here.
+    return false;
+  }
+}
+
 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
+  // If this zero extend is only used by a truncate, let the truncate by
+  // eliminated before we try to optimize this zext.
+  if (CI.hasOneUse() && isa<TruncInst>(CI.use_back()))
+    return 0;
+  
   // If one of the common conversion will work, do it.
-  if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
+  if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
     return Result;
 
+  // See if we can simplify any instructions used by the input whose sole 
+  // purpose is to compute bits we don't care about.
+  if (SimplifyDemandedInstructionBits(CI))
+    return &CI;
+  
   Value *Src = CI.getOperand(0);
+  const Type *SrcTy = Src->getType(), *DestTy = CI.getType();
+  
+  // Attempt to extend the entire input expression tree to the destination
+  // type.   Only do this if the dest type is a simple type, don't convert the
+  // expression tree to something weird like i93 unless the source is also
+  // strange.
+  unsigned BitsToClear;
+  if ((DestTy->isVectorTy() || ShouldChangeType(SrcTy, DestTy)) &&
+      CanEvaluateZExtd(Src, DestTy, BitsToClear)) { 
+    assert(BitsToClear < SrcTy->getScalarSizeInBits() &&
+           "Unreasonable BitsToClear");
+    
+    // Okay, we can transform this!  Insert the new expression now.
+    DEBUG(dbgs() << "ICE: EvaluateInDifferentType converting expression type"
+          " to avoid zero extend: " << CI);
+    Value *Res = EvaluateInDifferentType(Src, DestTy, false);
+    assert(Res->getType() == DestTy);
+    
+    uint32_t SrcBitsKept = SrcTy->getScalarSizeInBits()-BitsToClear;
+    uint32_t DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
+    
+    // If the high bits are already filled with zeros, just replace this
+    // cast with the result.
+    if (MaskedValueIsZero(Res, APInt::getHighBitsSet(DestBitSize,
+                                                     DestBitSize-SrcBitsKept)))
+      return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
+    
+    // We need to emit an AND to clear the high bits.
+    Constant *C = ConstantInt::get(Res->getType(),
+                               APInt::getLowBitsSet(DestBitSize, SrcBitsKept));
+    return BinaryOperator::CreateAnd(Res, C);
+  }
 
   // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
   // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
   // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
   if (TruncInst *CSrc = dyn_cast<TruncInst>(Src)) {   // A->B->C cast
+    // TODO: Subsume this into EvaluateInDifferentType.
+    
     // Get the sizes of the types involved.  We know that the intermediate type
     // will be smaller than A or C, but don't know the relation between A and C.
     Value *A = CSrc->getOperand(0);
@@ -918,7 +786,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(DstSize, MidSize));
       return BinaryOperator::CreateAnd(Trunc, 
                                        ConstantInt::get(Trunc->getType(),
-                                                               AndValue));
+                                                        AndValue));
     }
   }
 
@@ -968,7 +836,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
 
   // zext (xor i1 X, true) to i32  --> xor (zext i1 X to i32), 1
   Value *X;
-  if (SrcI && SrcI->hasOneUse() && SrcI->getType()->isInteger(1) &&
+  if (SrcI && SrcI->hasOneUse() && SrcI->getType()->isIntegerTy(1) &&
       match(SrcI, m_Not(m_Value(X))) &&
       (!X->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(X))) {
     Value *New = Builder->CreateZExt(X, CI.getType());
@@ -978,45 +846,154 @@ Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
   return 0;
 }
 
+/// CanEvaluateSExtd - Return true if we can take the specified value
+/// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
+/// changing the value of the common low bits.  This is used by code that tries
+/// to promote integer operations to a wider types will allow us to eliminate
+/// the extension.
+///
+/// This function works on both vectors and scalars.
+///
+static bool CanEvaluateSExtd(Value *V, const Type *Ty) {
+  assert(V->getType()->getScalarSizeInBits() < Ty->getScalarSizeInBits() &&
+         "Can't sign extend type to a smaller type");
+  // If this is a constant, it can be trivially promoted.
+  if (isa<Constant>(V))
+    return true;
+  
+  Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
+  if (!I) return false;
+  
+  // If this is a truncate from the dest type, we can trivially eliminate it,
+  // even if it has multiple uses.
+  // FIXME: This is currently disabled until codegen can handle this without
+  // pessimizing code, PR5997.
+  if (0 && isa<TruncInst>(I) && I->getOperand(0)->getType() == Ty)
+    return true;
+  
+  // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
+  // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
+  if (!I->hasOneUse()) return false;
+
+  switch (I->getOpcode()) {
+  case Instruction::SExt:  // sext(sext(x)) -> sext(x)
+  case Instruction::ZExt:  // sext(zext(x)) -> zext(x)
+  case Instruction::Trunc: // sext(trunc(x)) -> trunc(x) or sext(x)
+    return true;
+  case Instruction::And:
+  case Instruction::Or:
+  case Instruction::Xor:
+  case Instruction::Add:
+  case Instruction::Sub:
+  case Instruction::Mul:
+    // These operators can all arbitrarily be extended if their inputs can.
+    return CanEvaluateSExtd(I->getOperand(0), Ty) &&
+           CanEvaluateSExtd(I->getOperand(1), Ty);
+      
+  //case Instruction::Shl:   TODO
+  //case Instruction::LShr:  TODO
+      
+  case Instruction::Select:
+    return CanEvaluateSExtd(I->getOperand(1), Ty) &&
+           CanEvaluateSExtd(I->getOperand(2), Ty);
+      
+  case Instruction::PHI: {
+    // We can change a phi if we can change all operands.  Note that we never
+    // get into trouble with cyclic PHIs here because we only consider
+    // instructions with a single use.
+    PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
+    for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
+      if (!CanEvaluateSExtd(PN->getIncomingValue(i), Ty)) return false;
+    return true;
+  }
+  default:
+    // TODO: Can handle more cases here.
+    break;
+  }
+  
+  return false;
+}
+
 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
-  if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
+  // If this sign extend is only used by a truncate, let the truncate by
+  // eliminated before we try to optimize this zext.
+  if (CI.hasOneUse() && isa<TruncInst>(CI.use_back()))
+    return 0;
+  
+  if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
     return I;
   
+  // See if we can simplify any instructions used by the input whose sole 
+  // purpose is to compute bits we don't care about.
+  if (SimplifyDemandedInstructionBits(CI))
+    return &CI;
+  
   Value *Src = CI.getOperand(0);
+  const Type *SrcTy = Src->getType(), *DestTy = CI.getType();
+
+  // Attempt to extend the entire input expression tree to the destination
+  // type.   Only do this if the dest type is a simple type, don't convert the
+  // expression tree to something weird like i93 unless the source is also
+  // strange.
+  if ((DestTy->isVectorTy() || ShouldChangeType(SrcTy, DestTy)) &&
+      CanEvaluateSExtd(Src, DestTy)) {
+    // Okay, we can transform this!  Insert the new expression now.
+    DEBUG(dbgs() << "ICE: EvaluateInDifferentType converting expression type"
+          " to avoid sign extend: " << CI);
+    Value *Res = EvaluateInDifferentType(Src, DestTy, true);
+    assert(Res->getType() == DestTy);
+
+    uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
+    uint32_t DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
+
+    // If the high bits are already filled with sign bit, just replace this
+    // cast with the result.
+    if (ComputeNumSignBits(Res) > DestBitSize - SrcBitSize)
+      return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
+    
+    // We need to emit a shl + ashr to do the sign extend.
+    Value *ShAmt = ConstantInt::get(DestTy, DestBitSize-SrcBitSize);
+    return BinaryOperator::CreateAShr(Builder->CreateShl(Res, ShAmt, "sext"),
+                                      ShAmt);
+  }
+
+  // If this input is a trunc from our destination, then turn sext(trunc(x))
+  // into shifts.
+  if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Src))
+    if (TI->hasOneUse() && TI->getOperand(0)->getType() == DestTy) {
+      uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
+      uint32_t DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
+      
+      // We need to emit a shl + ashr to do the sign extend.
+      Value *ShAmt = ConstantInt::get(DestTy, DestBitSize-SrcBitSize);
+      Value *Res = Builder->CreateShl(TI->getOperand(0), ShAmt, "sext");
+      return BinaryOperator::CreateAShr(Res, ShAmt);
+    }
+  
   
-  // Canonicalize sign-extend from i1 to a select.
-  if (Src->getType()->isInteger(1))
-    return SelectInst::Create(Src,
-                              Constant::getAllOnesValue(CI.getType()),
-                              Constant::getNullValue(CI.getType()));
-
-  // See if the value being truncated is already sign extended.  If so, just
-  // eliminate the trunc/sext pair.
-  if (Operator::getOpcode(Src) == Instruction::Trunc) {
-    Value *Op = cast<User>(Src)->getOperand(0);
-    unsigned OpBits   = Op->getType()->getScalarSizeInBits();
-    unsigned MidBits  = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
-    unsigned DestBits = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
-    unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op);
-
-    if (OpBits == DestBits) {
-      // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 24 sign
-      // bits, it is already ready.
-      if (NumSignBits > DestBits-MidBits)
-        return ReplaceInstUsesWith(CI, Op);
-    } else if (OpBits < DestBits) {
-      // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i64.  If Op has more than 24 sign
-      // bits, just sext from i32.
-      if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
-        return new SExtInst(Op, CI.getType(), "tmp");
-    } else {
-      // Op is i64, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 56 sign
-      // bits, just truncate to i32.
-      if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
-        return new TruncInst(Op, CI.getType(), "tmp");
+  // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31   -> all ones if signed
+  // (x >s -1) ? -1 : 0 -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
+  {
+  ICmpInst::Predicate Pred; Value *CmpLHS; ConstantInt *CmpRHS;
+  if (match(Src, m_ICmp(Pred, m_Value(CmpLHS), m_ConstantInt(CmpRHS)))) {
+    // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31       true if signbit set.
+    // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
+    if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && CmpRHS->isZero()) ||
+        (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && CmpRHS->isAllOnesValue())) {
+      Value *Sh = ConstantInt::get(CmpLHS->getType(),
+                                   CmpLHS->getType()->getScalarSizeInBits()-1);
+      Value *In = Builder->CreateAShr(CmpLHS, Sh, CmpLHS->getName()+".lobit");
+      if (In->getType() != CI.getType())
+        In = Builder->CreateIntCast(In, CI.getType(), true/*SExt*/, "tmp");
+      
+      if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
+        In = Builder->CreateNot(In, In->getName()+".not");
+      return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
     }
   }
-
+  }
+  
+  
   // If the input is a shl/ashr pair of a same constant, then this is a sign
   // extension from a smaller value.  If we could trust arbitrary bitwidth
   // integers, we could turn this into a truncate to the smaller bit and then
@@ -1031,19 +1008,17 @@ Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
   //   %a = shl i32 %i, 30
   //   %d = ashr i32 %a, 30
   Value *A = 0;
+  // TODO: Eventually this could be subsumed by EvaluateInDifferentType.
   ConstantInt *BA = 0, *CA = 0;
-  if (match(Src, m_AShr(m_Shl(m_Value(A), m_ConstantInt(BA)),
+  if (match(Src, m_AShr(m_Shl(m_Trunc(m_Value(A)), m_ConstantInt(BA)),
                         m_ConstantInt(CA))) &&
-      BA == CA && isa<TruncInst>(A)) {
-    Value *I = cast<TruncInst>(A)->getOperand(0);
-    if (I->getType() == CI.getType()) {
-      unsigned MidSize = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
-      unsigned SrcDstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
-      unsigned ShAmt = CA->getZExtValue()+SrcDstSize-MidSize;
-      Constant *ShAmtV = ConstantInt::get(CI.getType(), ShAmt);
-      I = Builder->CreateShl(I, ShAmtV, CI.getName());
-      return BinaryOperator::CreateAShr(I, ShAmtV);
-    }
+      BA == CA && A->getType() == CI.getType()) {
+    unsigned MidSize = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
+    unsigned SrcDstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
+    unsigned ShAmt = CA->getZExtValue()+SrcDstSize-MidSize;
+    Constant *ShAmtV = ConstantInt::get(CI.getType(), ShAmt);
+    A = Builder->CreateShl(A, ShAmtV, CI.getName());
+    return BinaryOperator::CreateAShr(A, ShAmtV);
   }
   
   return 0;
@@ -1122,6 +1097,33 @@ Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
       break;  
     }
   }
+  
+  // Fold (fptrunc (sqrt (fpext x))) -> (sqrtf x)
+  // NOTE: This should be disabled by -fno-builtin-sqrt if we ever support it.
+  CallInst *Call = dyn_cast<CallInst>(CI.getOperand(0));
+  if (Call && Call->getCalledFunction() &&
+      Call->getCalledFunction()->getName() == "sqrt" &&
+      Call->getNumArgOperands() == 1) {
+    CastInst *Arg = dyn_cast<CastInst>(Call->getArgOperand(0));
+    if (Arg && Arg->getOpcode() == Instruction::FPExt &&
+        CI.getType()->isFloatTy() &&
+        Call->getType()->isDoubleTy() &&
+        Arg->getType()->isDoubleTy() &&
+        Arg->getOperand(0)->getType()->isFloatTy()) {
+      Function *Callee = Call->getCalledFunction();
+      Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
+      Constant* SqrtfFunc = M->getOrInsertFunction("sqrtf", 
+                                                   Callee->getAttributes(),
+                                                   Builder->getFloatTy(),
+                                                   Builder->getFloatTy(),
+                                                   NULL);
+      CallInst *ret = CallInst::Create(SqrtfFunc, Arg->getOperand(0),
+                                       "sqrtfcall");
+      ret->setAttributes(Callee->getAttributes());
+      return ret;
+    }
+  }
+  
   return 0;
 }
 
@@ -1178,16 +1180,22 @@ Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
-  // If the source integer type is larger than the intptr_t type for
-  // this target, do a trunc to the intptr_t type, then inttoptr of it.  This
-  // allows the trunc to be exposed to other transforms.  Don't do this for
-  // extending inttoptr's, because we don't know if the target sign or zero
-  // extends to pointers.
-  if (TD && CI.getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits() >
-      TD->getPointerSizeInBits()) {
-    Value *P = Builder->CreateTrunc(CI.getOperand(0),
-                                    TD->getIntPtrType(CI.getContext()), "tmp");
-    return new IntToPtrInst(P, CI.getType());
+  // If the source integer type is not the intptr_t type for this target, do a
+  // trunc or zext to the intptr_t type, then inttoptr of it.  This allows the
+  // cast to be exposed to other transforms.
+  if (TD) {
+    if (CI.getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits() >
+        TD->getPointerSizeInBits()) {
+      Value *P = Builder->CreateTrunc(CI.getOperand(0),
+                                      TD->getIntPtrType(CI.getContext()), "tmp");
+      return new IntToPtrInst(P, CI.getType());
+    }
+    if (CI.getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits() <
+        TD->getPointerSizeInBits()) {
+      Value *P = Builder->CreateZExt(CI.getOperand(0),
+                                     TD->getIntPtrType(CI.getContext()), "tmp");
+      return new IntToPtrInst(P, CI.getType());
+    }
   }
   
   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
@@ -1249,22 +1257,85 @@ Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(PtrToIntInst &CI) {
-  // If the destination integer type is smaller than the intptr_t type for
-  // this target, do a ptrtoint to intptr_t then do a trunc.  This allows the
-  // trunc to be exposed to other transforms.  Don't do this for extending
-  // ptrtoint's, because we don't know if the target sign or zero extends its
-  // pointers.
-  if (TD &&
-      CI.getType()->getScalarSizeInBits() < TD->getPointerSizeInBits()) {
-    Value *P = Builder->CreatePtrToInt(CI.getOperand(0),
-                                       TD->getIntPtrType(CI.getContext()),
-                                       "tmp");
-    return new TruncInst(P, CI.getType());
+  // If the destination integer type is not the intptr_t type for this target,
+  // do a ptrtoint to intptr_t then do a trunc or zext.  This allows the cast
+  // to be exposed to other transforms.
+  if (TD) {
+    if (CI.getType()->getScalarSizeInBits() < TD->getPointerSizeInBits()) {
+      Value *P = Builder->CreatePtrToInt(CI.getOperand(0),
+                                         TD->getIntPtrType(CI.getContext()),
+                                         "tmp");
+      return new TruncInst(P, CI.getType());
+    }
+    if (CI.getType()->getScalarSizeInBits() > TD->getPointerSizeInBits()) {
+      Value *P = Builder->CreatePtrToInt(CI.getOperand(0),
+                                         TD->getIntPtrType(CI.getContext()),
+                                         "tmp");
+      return new ZExtInst(P, CI.getType());
+    }
   }
   
   return commonPointerCastTransforms(CI);
 }
 
+/// OptimizeVectorResize - This input value (which is known to have vector type)
+/// is being zero extended or truncated to the specified vector type.  Try to
+/// replace it with a shuffle (and vector/vector bitcast) if possible.
+///
+/// The source and destination vector types may have different element types.
+static Instruction *OptimizeVectorResize(Value *InVal, const VectorType *DestTy,
+                                         InstCombiner &IC) {
+  // We can only do this optimization if the output is a multiple of the input
+  // element size, or the input is a multiple of the output element size.
+  // Convert the input type to have the same element type as the output.
+  const VectorType *SrcTy = cast<VectorType>(InVal->getType());
+  
+  if (SrcTy->getElementType() != DestTy->getElementType()) {
+    // The input types don't need to be identical, but for now they must be the
+    // same size.  There is no specific reason we couldn't handle things like
+    // <4 x i16> -> <4 x i32> by bitcasting to <2 x i32> but haven't gotten
+    // there yet. 
+    if (SrcTy->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
+        DestTy->getElementType()->getPrimitiveSizeInBits())
+      return 0;
+    
+    SrcTy = VectorType::get(DestTy->getElementType(), SrcTy->getNumElements());
+    InVal = IC.Builder->CreateBitCast(InVal, SrcTy);
+  }
+  
+  // Now that the element types match, get the shuffle mask and RHS of the
+  // shuffle to use, which depends on whether we're increasing or decreasing the
+  // size of the input.
+  SmallVector<Constant*, 16> ShuffleMask;
+  Value *V2;
+  const IntegerType *Int32Ty = Type::getInt32Ty(SrcTy->getContext());
+  
+  if (SrcTy->getNumElements() > DestTy->getNumElements()) {
+    // If we're shrinking the number of elements, just shuffle in the low
+    // elements from the input and use undef as the second shuffle input.
+    V2 = UndefValue::get(SrcTy);
+    for (unsigned i = 0, e = DestTy->getNumElements(); i != e; ++i)
+      ShuffleMask.push_back(ConstantInt::get(Int32Ty, i));
+    
+  } else {
+    // If we're increasing the number of elements, shuffle in all of the
+    // elements from InVal and fill the rest of the result elements with zeros
+    // from a constant zero.
+    V2 = Constant::getNullValue(SrcTy);
+    unsigned SrcElts = SrcTy->getNumElements();
+    for (unsigned i = 0, e = SrcElts; i != e; ++i)
+      ShuffleMask.push_back(ConstantInt::get(Int32Ty, i));
+
+    // The excess elements reference the first element of the zero input.
+    ShuffleMask.append(DestTy->getNumElements()-SrcElts,
+                       ConstantInt::get(Int32Ty, SrcElts));
+  }
+  
+  Constant *Mask = ConstantVector::get(ShuffleMask.data(), ShuffleMask.size());
+  return new ShuffleVectorInst(InVal, V2, Mask);
+}
+
+
 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
   // otherwise just apply the common ones.
@@ -1302,7 +1373,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
       Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(CI.getContext()));
     unsigned NumZeros = 0;
     while (SrcElTy != DstElTy && 
-           isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
+           isa<CompositeType>(SrcElTy) && !SrcElTy->isPointerTy() &&
            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
       ++NumZeros;
@@ -1317,16 +1388,28 @@ Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
   }
 
   if (const VectorType *DestVTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
-    if (DestVTy->getNumElements() == 1 && !isa<VectorType>(SrcTy)) {
+    if (DestVTy->getNumElements() == 1 && !SrcTy->isVectorTy()) {
       Value *Elem = Builder->CreateBitCast(Src, DestVTy->getElementType());
       return InsertElementInst::Create(UndefValue::get(DestTy), Elem,
                      Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(CI.getContext())));
       // FIXME: Canonicalize bitcast(insertelement) -> insertelement(bitcast)
     }
+    
+    // If this is a cast from an integer to vector, check to see if the input
+    // is a trunc or zext of a bitcast from vector.  If so, we can replace all
+    // the casts with a shuffle and (potentially) a bitcast.
+    if (isa<IntegerType>(SrcTy) && (isa<TruncInst>(Src) || isa<ZExtInst>(Src))){
+      CastInst *SrcCast = cast<CastInst>(Src);
+      if (BitCastInst *BCIn = dyn_cast<BitCastInst>(SrcCast->getOperand(0)))
+        if (isa<VectorType>(BCIn->getOperand(0)->getType()))
+          if (Instruction *I = OptimizeVectorResize(BCIn->getOperand(0),
+                                               cast<VectorType>(DestTy), *this))
+            return I;
+    }
   }
 
   if (const VectorType *SrcVTy = dyn_cast<VectorType>(SrcTy)) {
-    if (SrcVTy->getNumElements() == 1 && !isa<VectorType>(DestTy)) {
+    if (SrcVTy->getNumElements() == 1 && !DestTy->isVectorTy()) {
       Value *Elem = 
         Builder->CreateExtractElement(Src,
                    Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(CI.getContext())));
@@ -1336,8 +1419,8 @@ Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
 
   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
     // Okay, we have (bitcast (shuffle ..)).  Check to see if this is
-    // a bitconvert to a vector with the same # elts.
-    if (SVI->hasOneUse() && isa<VectorType>(DestTy) && 
+    // a bitcast to a vector with the same # elts.
+    if (SVI->hasOneUse() && DestTy->isVectorTy() && 
         cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
               SVI->getType()->getNumElements() &&
         SVI->getType()->getNumElements() ==
@@ -1359,7 +1442,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
     }
   }
   
-  if (isa<PointerType>(SrcTy))
+  if (SrcTy->isPointerTy())
     return commonPointerCastTransforms(CI);
   return commonCastTransforms(CI);
 }