InstCombine: Canonicalize (gep i8* X, -(ptrtoint Y)) to (sub (ptrtoint X), (ptrtoint Y))
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / InstCombine / InstCombineMulDivRem.cpp
index 8e4267f898634e2fda2e1a53930a948a6919d5e6..9c310f04dcdd0e1f191fc1a8798362ae9e0b7d85 100644 (file)
@@ -28,7 +28,7 @@ static Value *simplifyValueKnownNonZero(Value *V, InstCombiner &IC) {
   // if this is safe.  For example, the use could be in dynamically unreached
   // code.
   if (!V->hasOneUse()) return 0;
-  
+
   bool MadeChange = false;
 
   // ((1 << A) >>u B) --> (1 << (A-B))
@@ -41,7 +41,7 @@ static Value *simplifyValueKnownNonZero(Value *V, InstCombiner &IC) {
     A = IC.Builder->CreateSub(A, B);
     return IC.Builder->CreateShl(PowerOf2, A);
   }
-  
+
   // (PowerOfTwo >>u B) --> isExact since shifting out the result would make it
   // inexact.  Similarly for <<.
   if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(V))
@@ -52,12 +52,12 @@ static Value *simplifyValueKnownNonZero(Value *V, InstCombiner &IC) {
         I->setOperand(0, V2);
         MadeChange = true;
       }
-      
+
       if (I->getOpcode() == Instruction::LShr && !I->isExact()) {
         I->setIsExact();
         MadeChange = true;
       }
-      
+
       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl && !I->hasNoUnsignedWrap()) {
         I->setHasNoUnsignedWrap();
         MadeChange = true;
@@ -67,7 +67,7 @@ static Value *simplifyValueKnownNonZero(Value *V, InstCombiner &IC) {
   // TODO: Lots more we could do here:
   //    If V is a phi node, we can call this on each of its operands.
   //    "select cond, X, 0" can simplify to "X".
-  
+
   return MadeChange ? V : 0;
 }
 
@@ -84,17 +84,36 @@ static bool MultiplyOverflows(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2, bool sign) {
     LHSExt = LHSExt.zext(W * 2);
     RHSExt = RHSExt.zext(W * 2);
   }
-  
+
   APInt MulExt = LHSExt * RHSExt;
-  
+
   if (!sign)
     return MulExt.ugt(APInt::getLowBitsSet(W * 2, W));
-  
+
   APInt Min = APInt::getSignedMinValue(W).sext(W * 2);
   APInt Max = APInt::getSignedMaxValue(W).sext(W * 2);
   return MulExt.slt(Min) || MulExt.sgt(Max);
 }
 
+/// \brief A helper routine of InstCombiner::visitMul().
+///
+/// If C is a vector of known powers of 2, then this function returns
+/// a new vector obtained from C replacing each element with its logBase2.
+/// Return a null pointer otherwise.
+static Constant *getLogBase2Vector(ConstantDataVector *CV) {
+  const APInt *IVal;
+  SmallVector<Constant *, 4> Elts;
+
+  for (unsigned I = 0, E = CV->getNumElements(); I != E; ++I) {
+    Constant *Elt = CV->getElementAsConstant(I);
+    if (!match(Elt, m_APInt(IVal)) || !IVal->isPowerOf2())
+      return 0;
+    Elts.push_back(ConstantInt::get(Elt->getType(), IVal->logBase2()));
+  }
+
+  return ConstantVector::get(Elts);
+}
+
 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
@@ -107,25 +126,38 @@ Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
 
   if (match(Op1, m_AllOnes()))  // X * -1 == 0 - X
     return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
-  
-  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
-    
-    // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
-    if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
-      if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
-        if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
-          return BinaryOperator::CreateMul(SI->getOperand(0),
-                                           ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
-    
-    const APInt &Val = CI->getValue();
-    if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
-      Constant *NewCst = ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2());
-      BinaryOperator *Shl = BinaryOperator::CreateShl(Op0, NewCst);
-      if (I.hasNoSignedWrap()) Shl->setHasNoSignedWrap();
-      if (I.hasNoUnsignedWrap()) Shl->setHasNoUnsignedWrap();
-      return Shl;
+
+  // Also allow combining multiply instructions on vectors.
+  {
+    Value *NewOp;
+    Constant *C1, *C2;
+    const APInt *IVal;
+    if (match(&I, m_Mul(m_Shl(m_Value(NewOp), m_Constant(C2)),
+                        m_Constant(C1))) &&
+        match(C1, m_APInt(IVal)))
+      // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
+      return BinaryOperator::CreateMul(NewOp, ConstantExpr::getShl(C1, C2));
+
+    if (match(&I, m_Mul(m_Value(NewOp), m_Constant(C1)))) {
+      Constant *NewCst = 0;
+      if (match(C1, m_APInt(IVal)) && IVal->isPowerOf2())
+        // Replace X*(2^C) with X << C, where C is either a scalar or a splat.
+        NewCst = ConstantInt::get(NewOp->getType(), IVal->logBase2());
+      else if (ConstantDataVector *CV = dyn_cast<ConstantDataVector>(C1))
+        // Replace X*(2^C) with X << C, where C is a vector of known
+        // constant powers of 2.
+        NewCst = getLogBase2Vector(CV);
+
+      if (NewCst) {
+        BinaryOperator *Shl = BinaryOperator::CreateShl(NewOp, NewCst);
+        if (I.hasNoSignedWrap()) Shl->setHasNoSignedWrap();
+        if (I.hasNoUnsignedWrap()) Shl->setHasNoUnsignedWrap();
+        return Shl;
+      }
     }
-    
+  }
+
+  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
     // Canonicalize (X+C1)*CI -> X*CI+C1*CI.
     { Value *X; ConstantInt *C1;
       if (Op0->hasOneUse() &&
@@ -158,9 +190,9 @@ Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
       }
     }
   }
-  
+
   // Simplify mul instructions with a constant RHS.
-  if (isa<Constant>(Op1)) {    
+  if (isa<Constant>(Op1)) {
     // Try to fold constant mul into select arguments.
     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
@@ -181,7 +213,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
     Value *Op1C = Op1;
     BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
     if (!BO ||
-        (BO->getOpcode() != Instruction::UDiv && 
+        (BO->getOpcode() != Instruction::UDiv &&
          BO->getOpcode() != Instruction::SDiv)) {
       Op1C = Op0;
       BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
@@ -227,14 +259,14 @@ Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
     if (match(Op1, m_Shl(m_One(), m_Value(Y))))
       return BinaryOperator::CreateShl(Op0, Y);
   }
-  
+
   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
   //   X * Y (where Y is 0 or 1) -> X & (0-Y)
   if (!I.getType()->isVectorTy()) {
     // -2 is "-1 << 1" so it is all bits set except the low one.
     APInt Negative2(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits(), (uint64_t)-2, true);
-    
+
     Value *BoolCast = 0, *OtherOp = 0;
     if (MaskedValueIsZero(Op0, Negative2))
       BoolCast = Op0, OtherOp = Op1;
@@ -280,7 +312,7 @@ static void detectLog2OfHalf(Value *&Op, Value *&Y, IntrinsicInst *&Log2) {
      return;
    if (I->getOpcode() != Instruction::FMul || !I->hasUnsafeAlgebra())
      return;
-              
+
    ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(0));
    if (CFP && CFP->isExactlyValue(0.5)) {
      Y = I->getOperand(1);
@@ -289,14 +321,14 @@ static void detectLog2OfHalf(Value *&Op, Value *&Y, IntrinsicInst *&Log2) {
    CFP = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(1));
    if (CFP && CFP->isExactlyValue(0.5))
      Y = I->getOperand(0);
-} 
+}
 
 /// Helper function of InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator(). It returns
 /// true iff the given value is FMul or FDiv with one and only one operand
 /// being a normal constant (i.e. not Zero/NaN/Infinity).
 static bool isFMulOrFDivWithConstant(Value *V) {
   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
-  if (!I || (I->getOpcode() != Instruction::FMul && 
+  if (!I || (I->getOpcode() != Instruction::FMul &&
              I->getOpcode() != Instruction::FDiv))
     return false;
 
@@ -306,22 +338,22 @@ static bool isFMulOrFDivWithConstant(Value *V) {
   if (C0 && C1)
     return false;
 
-  return (C0 && C0->getValueAPF().isNormal()) ||
-         (C1 && C1->getValueAPF().isNormal());
+  return (C0 && C0->getValueAPF().isFiniteNonZero()) ||
+         (C1 && C1->getValueAPF().isFiniteNonZero());
 }
 
 static bool isNormalFp(const ConstantFP *C) {
   const APFloat &Flt = C->getValueAPF();
-  return Flt.isNormal() && !Flt.isDenormal();
+  return Flt.isNormal();
 }
 
 /// foldFMulConst() is a helper routine of InstCombiner::visitFMul().
 /// The input \p FMulOrDiv is a FMul/FDiv with one and only one operand
 /// being a constant (i.e. isFMulOrFDivWithConstant(FMulOrDiv) == true).
-/// This function is to simplify "FMulOrDiv * C" and returns the 
+/// This function is to simplify "FMulOrDiv * C" and returns the
 /// resulting expression. Note that this function could return NULL in
 /// case the constants cannot be folded into a normal floating-point.
-/// 
+///
 Value *InstCombiner::foldFMulConst(Instruction *FMulOrDiv, ConstantFP *C,
                                    Instruction *InsertBefore) {
   assert(isFMulOrFDivWithConstant(FMulOrDiv) && "V is invalid");
@@ -342,16 +374,19 @@ Value *InstCombiner::foldFMulConst(Instruction *FMulOrDiv, ConstantFP *C,
   } else {
     if (C0) {
       // (C0 / X) * C => (C0 * C) / X
-      ConstantFP *F = cast<ConstantFP>(ConstantExpr::getFMul(C0, C));
-      if (isNormalFp(F))
-        R = BinaryOperator::CreateFDiv(F, Opnd1);
+      if (FMulOrDiv->hasOneUse()) {
+        // It would otherwise introduce another div.
+        ConstantFP *F = cast<ConstantFP>(ConstantExpr::getFMul(C0, C));
+        if (isNormalFp(F))
+          R = BinaryOperator::CreateFDiv(F, Opnd1);
+      }
     } else {
       // (X / C1) * C => X * (C/C1) if C/C1 is not a denormal
       ConstantFP *F = cast<ConstantFP>(ConstantExpr::getFDiv(C, C1));
       if (isNormalFp(F)) {
         R = BinaryOperator::CreateFMul(Opnd0, F);
       } else {
-        // (X / C1) * C => X / (C1/C) 
+        // (X / C1) * C => X / (C1/C)
         Constant *F = ConstantExpr::getFDiv(C1, C);
         if (isNormalFp(cast<ConstantFP>(F)))
           R = BinaryOperator::CreateFDiv(Opnd0, F);
@@ -391,7 +426,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
         return NV;
 
     ConstantFP *C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1);
-    if (C && AllowReassociate && C->getValueAPF().isNormal()) {
+    if (C && AllowReassociate && C->getValueAPF().isFiniteNonZero()) {
       // Let MDC denote an expression in one of these forms:
       // X * C, C/X, X/C, where C is a constant.
       //
@@ -402,7 +437,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
           return ReplaceInstUsesWith(I, V);
       }
 
-      // (MDC +/- C1) * C2 => (MDC * C2) +/- (C1 * C2)
+      // (MDC +/- C1) * C => (MDC * C) +/- (C1 * C)
       Instruction *FAddSub = dyn_cast<Instruction>(Op0);
       if (FAddSub &&
           (FAddSub->getOpcode() == Instruction::FAdd ||
@@ -415,13 +450,13 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
         if (C0) {
           std::swap(C0, C1);
           std::swap(Opnd0, Opnd1);
-          Swap = true; 
+          Swap = true;
         }
 
-        if (C1 && C1->getValueAPF().isNormal() &&
+        if (C1 && C1->getValueAPF().isFiniteNonZero() &&
             isFMulOrFDivWithConstant(Opnd0)) {
-          Value *M0 = ConstantExpr::getFMul(C1, C);
-          Value *M1 = isNormalFp(cast<ConstantFP>(M0)) ? 
+          Value *M1 = ConstantExpr::getFMul(C1, C);
+          Value *M0 = isNormalFp(cast<ConstantFP>(M1)) ?
                       foldFMulConst(cast<Instruction>(Opnd0), C, &I) :
                       0;
           if (M0 && M1) {
@@ -495,7 +530,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
     }
 
     // (X*Y) * X => (X*X) * Y where Y != X
-    //  The purpose is two-fold: 
+    //  The purpose is two-fold:
     //   1) to form a power expression (of X).
     //   2) potentially shorten the critical path: After transformation, the
     //  latency of the instruction Y is amortized by the expression of X*X,
@@ -524,6 +559,35 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
       }
     }
 
+    // B * (uitofp i1 C) -> select C, B, 0
+    if (I.hasNoNaNs() && I.hasNoInfs() && I.hasNoSignedZeros()) {
+      Value *LHS = Op0, *RHS = Op1;
+      Value *B, *C;
+      if (!match(RHS, m_UIToFP(m_Value(C))))
+        std::swap(LHS, RHS);
+
+      if (match(RHS, m_UIToFP(m_Value(C))) && C->getType()->isIntegerTy(1)) {
+        B = LHS;
+        Value *Zero = ConstantFP::getNegativeZero(B->getType());
+        return SelectInst::Create(C, B, Zero);
+      }
+    }
+
+    // A * (1 - uitofp i1 C) -> select C, 0, A
+    if (I.hasNoNaNs() && I.hasNoInfs() && I.hasNoSignedZeros()) {
+      Value *LHS = Op0, *RHS = Op1;
+      Value *A, *C;
+      if (!match(RHS, m_FSub(m_FPOne(), m_UIToFP(m_Value(C)))))
+        std::swap(LHS, RHS);
+
+      if (match(RHS, m_FSub(m_FPOne(), m_UIToFP(m_Value(C)))) &&
+          C->getType()->isIntegerTy(1)) {
+        A = LHS;
+        Value *Zero = ConstantFP::getNegativeZero(A->getType());
+        return SelectInst::Create(C, Zero, A);
+      }
+    }
+
     if (!isa<Constant>(Op1))
       std::swap(Opnd0, Opnd1);
     else
@@ -537,7 +601,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
 /// instruction.
 bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I.getOperand(1));
-  
+
   // div/rem X, (Cond ? 0 : Y) -> div/rem X, Y
   int NonNullOperand = -1;
   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
@@ -547,36 +611,36 @@ bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
     if (ST->isNullValue())
       NonNullOperand = 1;
-  
+
   if (NonNullOperand == -1)
     return false;
-  
+
   Value *SelectCond = SI->getOperand(0);
-  
+
   // Change the div/rem to use 'Y' instead of the select.
   I.setOperand(1, SI->getOperand(NonNullOperand));
-  
+
   // Okay, we know we replace the operand of the div/rem with 'Y' with no
   // problem.  However, the select, or the condition of the select may have
   // multiple uses.  Based on our knowledge that the operand must be non-zero,
   // propagate the known value for the select into other uses of it, and
   // propagate a known value of the condition into its other users.
-  
+
   // If the select and condition only have a single use, don't bother with this,
   // early exit.
   if (SI->use_empty() && SelectCond->hasOneUse())
     return true;
-  
+
   // Scan the current block backward, looking for other uses of SI.
   BasicBlock::iterator BBI = &I, BBFront = I.getParent()->begin();
-  
+
   while (BBI != BBFront) {
     --BBI;
     // If we found a call to a function, we can't assume it will return, so
     // information from below it cannot be propagated above it.
     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<IntrinsicInst>(BBI))
       break;
-    
+
     // Replace uses of the select or its condition with the known values.
     for (Instruction::op_iterator I = BBI->op_begin(), E = BBI->op_end();
          I != E; ++I) {
@@ -584,22 +648,21 @@ bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
         *I = SI->getOperand(NonNullOperand);
         Worklist.Add(BBI);
       } else if (*I == SelectCond) {
-        *I = NonNullOperand == 1 ? ConstantInt::getTrue(BBI->getContext()) :
-                                   ConstantInt::getFalse(BBI->getContext());
+        *I = Builder->getInt1(NonNullOperand == 1);
         Worklist.Add(BBI);
       }
     }
-    
+
     // If we past the instruction, quit looking for it.
     if (&*BBI == SI)
       SI = 0;
     if (&*BBI == SelectCond)
       SelectCond = 0;
-    
+
     // If we ran out of things to eliminate, break out of the loop.
     if (SelectCond == 0 && SI == 0)
       break;
-    
+
   }
   return true;
 }
@@ -617,7 +680,7 @@ Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
     I.setOperand(1, V);
     return &I;
   }
-  
+
   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
   // This does not apply for fdiv.
   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
@@ -674,6 +737,114 @@ static Value *dyn_castZExtVal(Value *V, Type *Ty) {
   return 0;
 }
 
+namespace {
+const unsigned MaxDepth = 6;
+typedef Instruction *(*FoldUDivOperandCb)(Value *Op0, Value *Op1,
+                                          const BinaryOperator &I,
+                                          InstCombiner &IC);
+
+/// \brief Used to maintain state for visitUDivOperand().
+struct UDivFoldAction {
+  FoldUDivOperandCb FoldAction; ///< Informs visitUDiv() how to fold this
+                                ///< operand.  This can be zero if this action
+                                ///< joins two actions together.
+
+  Value *OperandToFold;         ///< Which operand to fold.
+  union {
+    Instruction *FoldResult;    ///< The instruction returned when FoldAction is
+                                ///< invoked.
+
+    size_t SelectLHSIdx;        ///< Stores the LHS action index if this action
+                                ///< joins two actions together.
+  };
+
+  UDivFoldAction(FoldUDivOperandCb FA, Value *InputOperand)
+      : FoldAction(FA), OperandToFold(InputOperand), FoldResult(0) {}
+  UDivFoldAction(FoldUDivOperandCb FA, Value *InputOperand, size_t SLHS)
+      : FoldAction(FA), OperandToFold(InputOperand), SelectLHSIdx(SLHS) {}
+};
+}
+
+// X udiv 2^C -> X >> C
+static Instruction *foldUDivPow2Cst(Value *Op0, Value *Op1,
+                                    const BinaryOperator &I, InstCombiner &IC) {
+  const APInt &C = cast<Constant>(Op1)->getUniqueInteger();
+  BinaryOperator *LShr = BinaryOperator::CreateLShr(
+      Op0, ConstantInt::get(Op0->getType(), C.logBase2()));
+  if (I.isExact()) LShr->setIsExact();
+  return LShr;
+}
+
+// X udiv C, where C >= signbit
+static Instruction *foldUDivNegCst(Value *Op0, Value *Op1,
+                                   const BinaryOperator &I, InstCombiner &IC) {
+  Value *ICI = IC.Builder->CreateICmpULT(Op0, cast<ConstantInt>(Op1));
+
+  return SelectInst::Create(ICI, Constant::getNullValue(I.getType()),
+                            ConstantInt::get(I.getType(), 1));
+}
+
+// X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
+static Instruction *foldUDivShl(Value *Op0, Value *Op1, const BinaryOperator &I,
+                                InstCombiner &IC) {
+  Instruction *ShiftLeft = cast<Instruction>(Op1);
+  if (isa<ZExtInst>(ShiftLeft))
+    ShiftLeft = cast<Instruction>(ShiftLeft->getOperand(0));
+
+  const APInt &CI =
+      cast<Constant>(ShiftLeft->getOperand(0))->getUniqueInteger();
+  Value *N = ShiftLeft->getOperand(1);
+  if (CI != 1)
+    N = IC.Builder->CreateAdd(N, ConstantInt::get(N->getType(), CI.logBase2()));
+  if (ZExtInst *Z = dyn_cast<ZExtInst>(Op1))
+    N = IC.Builder->CreateZExt(N, Z->getDestTy());
+  BinaryOperator *LShr = BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
+  if (I.isExact()) LShr->setIsExact();
+  return LShr;
+}
+
+// \brief Recursively visits the possible right hand operands of a udiv
+// instruction, seeing through select instructions, to determine if we can
+// replace the udiv with something simpler.  If we find that an operand is not
+// able to simplify the udiv, we abort the entire transformation.
+static size_t visitUDivOperand(Value *Op0, Value *Op1, const BinaryOperator &I,
+                               SmallVectorImpl<UDivFoldAction> &Actions,
+                               unsigned Depth = 0) {
+  // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
+  // if so, convert to a right shift.
+  if (match(Op1, m_Power2())) {
+    Actions.push_back(UDivFoldAction(foldUDivPow2Cst, Op1));
+    return Actions.size();
+  }
+
+  if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
+    // X udiv C, where C >= signbit
+    if (C->getValue().isNegative()) {
+      Actions.push_back(UDivFoldAction(foldUDivNegCst, C));
+      return Actions.size();
+    }
+
+  // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
+  if (match(Op1, m_Shl(m_Power2(), m_Value())) ||
+      match(Op1, m_ZExt(m_Shl(m_Power2(), m_Value())))) {
+    Actions.push_back(UDivFoldAction(foldUDivShl, Op1));
+    return Actions.size();
+  }
+
+  // The remaining tests are all recursive, so bail out if we hit the limit.
+  if (Depth++ == MaxDepth)
+    return 0;
+
+  if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
+    if (size_t LHSIdx = visitUDivOperand(Op0, SI->getOperand(1), I, Actions))
+      if (visitUDivOperand(Op0, SI->getOperand(2), I, Actions)) {
+        Actions.push_back(UDivFoldAction((FoldUDivOperandCb)0, Op1, LHSIdx-1));
+        return Actions.size();
+      }
+
+  return 0;
+}
+
 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
@@ -683,30 +854,6 @@ Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
   // Handle the integer div common cases
   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
     return Common;
-  
-  { 
-    // X udiv 2^C -> X >> C
-    // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
-    // if so, convert to a right shift.
-    const APInt *C;
-    if (match(Op1, m_Power2(C))) {
-      BinaryOperator *LShr =
-      BinaryOperator::CreateLShr(Op0, 
-                                 ConstantInt::get(Op0->getType(), 
-                                                  C->logBase2()));
-      if (I.isExact()) LShr->setIsExact();
-      return LShr;
-    }
-  }
-
-  if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
-    // X udiv C, where C >= signbit
-    if (C->getValue().isNegative()) {
-      Value *IC = Builder->CreateICmpULT(Op0, C);
-      return SelectInst::Create(IC, Constant::getNullValue(I.getType()),
-                                ConstantInt::get(I.getType(), 1));
-    }
-  }
 
   // (x lshr C1) udiv C2 --> x udiv (C2 << C1)
   if (ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
@@ -718,38 +865,6 @@ Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
     }
   }
 
-  // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
-  { const APInt *CI; Value *N;
-    if (match(Op1, m_Shl(m_Power2(CI), m_Value(N))) ||
-        match(Op1, m_ZExt(m_Shl(m_Power2(CI), m_Value(N))))) {
-      if (*CI != 1)
-        N = Builder->CreateAdd(N,
-                               ConstantInt::get(N->getType(), CI->logBase2()));
-      if (ZExtInst *Z = dyn_cast<ZExtInst>(Op1))
-        N = Builder->CreateZExt(N, Z->getDestTy());
-      if (I.isExact())
-        return BinaryOperator::CreateExactLShr(Op0, N);
-      return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
-    }
-  }
-  
-  // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
-  // where C1&C2 are powers of two.
-  { Value *Cond; const APInt *C1, *C2;
-    if (match(Op1, m_Select(m_Value(Cond), m_Power2(C1), m_Power2(C2)))) {
-      // Construct the "on true" case of the select
-      Value *TSI = Builder->CreateLShr(Op0, C1->logBase2(), Op1->getName()+".t",
-                                       I.isExact());
-  
-      // Construct the "on false" case of the select
-      Value *FSI = Builder->CreateLShr(Op0, C2->logBase2(), Op1->getName()+".f",
-                                       I.isExact());
-      
-      // construct the select instruction and return it.
-      return SelectInst::Create(Cond, TSI, FSI);
-    }
-  }
-
   // (zext A) udiv (zext B) --> zext (A udiv B)
   if (ZExtInst *ZOp0 = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
     if (Value *ZOp1 = dyn_castZExtVal(Op1, ZOp0->getSrcTy()))
@@ -757,6 +872,37 @@ Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
                                               I.isExact()),
                           I.getType());
 
+  // (LHS udiv (select (select (...)))) -> (LHS >> (select (select (...))))
+  SmallVector<UDivFoldAction, 6> UDivActions;
+  if (visitUDivOperand(Op0, Op1, I, UDivActions))
+    for (unsigned i = 0, e = UDivActions.size(); i != e; ++i) {
+      FoldUDivOperandCb Action = UDivActions[i].FoldAction;
+      Value *ActionOp1 = UDivActions[i].OperandToFold;
+      Instruction *Inst;
+      if (Action)
+        Inst = Action(Op0, ActionOp1, I, *this);
+      else {
+        // This action joins two actions together.  The RHS of this action is
+        // simply the last action we processed, we saved the LHS action index in
+        // the joining action.
+        size_t SelectRHSIdx = i - 1;
+        Value *SelectRHS = UDivActions[SelectRHSIdx].FoldResult;
+        size_t SelectLHSIdx = UDivActions[i].SelectLHSIdx;
+        Value *SelectLHS = UDivActions[SelectLHSIdx].FoldResult;
+        Inst = SelectInst::Create(cast<SelectInst>(ActionOp1)->getCondition(),
+                                  SelectLHS, SelectRHS);
+      }
+
+      // If this is the last action to process, return it to the InstCombiner.
+      // Otherwise, we insert it before the UDiv and record it so that we may
+      // use it as part of a joining action (i.e., a SelectInst).
+      if (e - i != 1) {
+        Inst->insertBefore(&I);
+        UDivActions[i].FoldResult = Inst;
+      } else
+        return Inst;
+    }
+
   return 0;
 }
 
@@ -799,7 +945,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
         // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
         return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
       }
-      
+
       if (match(Op1, m_Shl(m_Power2(), m_Value()))) {
         // X sdiv (1 << Y) -> X udiv (1 << Y) ( -> X u>> Y)
         // Safe because the only negative value (1 << Y) can take on is
@@ -809,15 +955,15 @@ Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
       }
     }
   }
-  
+
   return 0;
 }
 
 /// CvtFDivConstToReciprocal tries to convert X/C into X*1/C if C not a special
 /// FP value and:
-///    1) 1/C is exact, or 
+///    1) 1/C is exact, or
 ///    2) reciprocal is allowed.
-/// If the convertion was successful, the simplified expression "X * 1/C" is
+/// If the conversion was successful, the simplified expression "X * 1/C" is
 /// returned; otherwise, NULL is returned.
 ///
 static Instruction *CvtFDivConstToReciprocal(Value *Dividend,
@@ -826,8 +972,8 @@ static Instruction *CvtFDivConstToReciprocal(Value *Dividend,
   const APFloat &FpVal = Divisor->getValueAPF();
   APFloat Reciprocal(FpVal.getSemantics());
   bool Cvt = FpVal.getExactInverse(&Reciprocal);
-    
-  if (!Cvt && AllowReciprocal && FpVal.isNormal()) {
+
+  if (!Cvt && AllowReciprocal && FpVal.isFiniteNonZero()) {
     Reciprocal = APFloat(FpVal.getSemantics(), 1.0f);
     (void)Reciprocal.divide(FpVal, APFloat::rmNearestTiesToEven);
     Cvt = !Reciprocal.isDenormal();
@@ -847,10 +993,19 @@ Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
   if (Value *V = SimplifyFDivInst(Op0, Op1, TD))
     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 
+  if (isa<Constant>(Op0))
+    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
+      if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
+        return R;
+
   bool AllowReassociate = I.hasUnsafeAlgebra();
   bool AllowReciprocal = I.hasAllowReciprocal();
 
   if (ConstantFP *Op1C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
+    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
+      if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
+        return R;
+
     if (AllowReassociate) {
       ConstantFP *C1 = 0;
       ConstantFP *C2 = Op1C;
@@ -862,18 +1017,18 @@ Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
         //
         Constant *C = ConstantExpr::getFDiv(C1, C2);
         const APFloat &F = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF();
-        if (F.isNormal() && !F.isDenormal())
+        if (F.isNormal())
           Res = BinaryOperator::CreateFMul(X, C);
       } else if (match(Op0, m_FDiv(m_Value(X), m_ConstantFP(C1)))) {
         // (X/C1)/C2 => X /(C2*C1) [=> X * 1/(C2*C1) if reciprocal is allowed]
         //
         Constant *C = ConstantExpr::getFMul(C1, C2);
         const APFloat &F = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF();
-        if (F.isNormal() && !F.isDenormal()) {
-          Res = CvtFDivConstToReciprocal(X, cast<ConstantFP>(C), 
+        if (F.isNormal()) {
+          Res = CvtFDivConstToReciprocal(X, cast<ConstantFP>(C),
                                          AllowReciprocal);
           if (!Res)
-            Res = BinaryOperator::CreateFDiv(X, C); 
+            Res = BinaryOperator::CreateFDiv(X, C);
         }
       }
 
@@ -910,8 +1065,8 @@ Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
 
     if (Fold) {
       const APFloat &FoldC = cast<ConstantFP>(Fold)->getValueAPF();
-      if (FoldC.isNormal() && !FoldC.isDenormal()) {
-        Instruction *R = CreateDiv ? 
+      if (FoldC.isNormal()) {
+        Instruction *R = CreateDiv ?
                          BinaryOperator::CreateFDiv(Fold, X) :
                          BinaryOperator::CreateFMul(X, Fold);
         R->setFastMathFlags(I.getFastMathFlags());
@@ -997,38 +1152,27 @@ Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
 
   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
     return common;
-  
-  // X urem C^2 -> X and C-1
-  { const APInt *C;
-    if (match(Op1, m_Power2(C)))
-      return BinaryOperator::CreateAnd(Op0,
-                                       ConstantInt::get(I.getType(), *C-1));
-  }
 
-  // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
-  if (match(Op1, m_Shl(m_Power2(), m_Value()))) {
+  // (zext A) urem (zext B) --> zext (A urem B)
+  if (ZExtInst *ZOp0 = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
+    if (Value *ZOp1 = dyn_castZExtVal(Op1, ZOp0->getSrcTy()))
+      return new ZExtInst(Builder->CreateURem(ZOp0->getOperand(0), ZOp1),
+                          I.getType());
+
+  // X urem Y -> X and Y-1, where Y is a power of 2,
+  if (isKnownToBeAPowerOfTwo(Op1, /*OrZero*/true)) {
     Constant *N1 = Constant::getAllOnesValue(I.getType());
     Value *Add = Builder->CreateAdd(Op1, N1);
     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
   }
 
-  // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) -->
-  //    select Cond, (and X, C1-1), (and X, C2-1)
-  // when C1&C2 are powers of two.
-  { Value *Cond; const APInt *C1, *C2;
-    if (match(Op1, m_Select(m_Value(Cond), m_Power2(C1), m_Power2(C2)))) {
-      Value *TrueAnd = Builder->CreateAnd(Op0, *C1-1, Op1->getName()+".t");
-      Value *FalseAnd = Builder->CreateAnd(Op0, *C2-1, Op1->getName()+".f");
-      return SelectInst::Create(Cond, TrueAnd, FalseAnd);
-    }
+  // 1 urem X -> zext(X != 1)
+  if (match(Op0, m_One())) {
+    Value *Cmp = Builder->CreateICmpNE(Op1, Op0);
+    Value *Ext = Builder->CreateZExt(Cmp, I.getType());
+    return ReplaceInstUsesWith(I, Ext);
   }
 
-  // (zext A) urem (zext B) --> zext (A urem B)
-  if (ZExtInst *ZOp0 = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
-    if (Value *ZOp1 = dyn_castZExtVal(Op1, ZOp0->getSrcTy()))
-      return new ZExtInst(Builder->CreateURem(ZOp0->getOperand(0), ZOp1),
-                          I.getType());
-
   return 0;
 }
 
@@ -1041,7 +1185,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
   // Handle the integer rem common cases
   if (Instruction *Common = commonIRemTransforms(I))
     return Common;
-  
+
   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
     if (!isa<Constant>(RHSNeg) ||
         (isa<ConstantInt>(RHSNeg) &&