PatternMatch: Introduce a matcher for instructions with the "exact" bit. Use it to...
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / InstructionSimplify.cpp
1 //===- InstructionSimplify.cpp - Fold instruction operands ----------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements routines for folding instructions into simpler forms
11 // that do not require creating new instructions.  This does constant folding
12 // ("add i32 1, 1" -> "2") but can also handle non-constant operands, either
13 // returning a constant ("and i32 %x, 0" -> "0") or an already existing value
14 // ("and i32 %x, %x" -> "%x").  All operands are assumed to have already been
15 // simplified: This is usually true and assuming it simplifies the logic (if
16 // they have not been simplified then results are correct but maybe suboptimal).
17 //
18 //===----------------------------------------------------------------------===//
19
20 #define DEBUG_TYPE "instsimplify"
21 #include "llvm/Operator.h"
22 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
23 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
24 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
25 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
26 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
27 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
28 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
29 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
30 #include "llvm/Target/TargetData.h"
31 using namespace llvm;
32 using namespace llvm::PatternMatch;
33
34 enum { RecursionLimit = 3 };
35
36 STATISTIC(NumExpand,  "Number of expansions");
37 STATISTIC(NumFactor , "Number of factorizations");
38 STATISTIC(NumReassoc, "Number of reassociations");
39
40 static Value *SimplifyAndInst(Value *, Value *, const TargetData *,
41                               const TargetLibraryInfo *, const DominatorTree *,
42                               unsigned);
43 static Value *SimplifyBinOp(unsigned, Value *, Value *, const TargetData *,
44                             const TargetLibraryInfo *, const DominatorTree *,
45                             unsigned);
46 static Value *SimplifyCmpInst(unsigned, Value *, Value *, const TargetData *,
47                               const TargetLibraryInfo *, const DominatorTree *,
48                               unsigned);
49 static Value *SimplifyOrInst(Value *, Value *, const TargetData *,
50                              const TargetLibraryInfo *, const DominatorTree *,
51                              unsigned);
52 static Value *SimplifyXorInst(Value *, Value *, const TargetData *,
53                               const TargetLibraryInfo *, const DominatorTree *,
54                               unsigned);
55
56 /// getFalse - For a boolean type, or a vector of boolean type, return false, or
57 /// a vector with every element false, as appropriate for the type.
58 static Constant *getFalse(Type *Ty) {
59   assert(Ty->getScalarType()->isIntegerTy(1) &&
60          "Expected i1 type or a vector of i1!");
61   return Constant::getNullValue(Ty);
62 }
63
64 /// getTrue - For a boolean type, or a vector of boolean type, return true, or
65 /// a vector with every element true, as appropriate for the type.
66 static Constant *getTrue(Type *Ty) {
67   assert(Ty->getScalarType()->isIntegerTy(1) &&
68          "Expected i1 type or a vector of i1!");
69   return Constant::getAllOnesValue(Ty);
70 }
71
72 /// isSameCompare - Is V equivalent to the comparison "LHS Pred RHS"?
73 static bool isSameCompare(Value *V, CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
74                           Value *RHS) {
75   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(V);
76   if (!Cmp)
77     return false;
78   CmpInst::Predicate CPred = Cmp->getPredicate();
79   Value *CLHS = Cmp->getOperand(0), *CRHS = Cmp->getOperand(1);
80   if (CPred == Pred && CLHS == LHS && CRHS == RHS)
81     return true;
82   return CPred == CmpInst::getSwappedPredicate(Pred) && CLHS == RHS &&
83     CRHS == LHS;
84 }
85
86 /// ValueDominatesPHI - Does the given value dominate the specified phi node?
87 static bool ValueDominatesPHI(Value *V, PHINode *P, const DominatorTree *DT) {
88   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
89   if (!I)
90     // Arguments and constants dominate all instructions.
91     return true;
92
93   // If we have a DominatorTree then do a precise test.
94   if (DT)
95     return DT->dominates(I, P);
96
97   // Otherwise, if the instruction is in the entry block, and is not an invoke,
98   // then it obviously dominates all phi nodes.
99   if (I->getParent() == &I->getParent()->getParent()->getEntryBlock() &&
100       !isa<InvokeInst>(I))
101     return true;
102
103   return false;
104 }
105
106 /// ExpandBinOp - Simplify "A op (B op' C)" by distributing op over op', turning
107 /// it into "(A op B) op' (A op C)".  Here "op" is given by Opcode and "op'" is
108 /// given by OpcodeToExpand, while "A" corresponds to LHS and "B op' C" to RHS.
109 /// Also performs the transform "(A op' B) op C" -> "(A op C) op' (B op C)".
110 /// Returns the simplified value, or null if no simplification was performed.
111 static Value *ExpandBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
112                           unsigned OpcToExpand, const TargetData *TD,
113                           const TargetLibraryInfo *TLI, const DominatorTree *DT,
114                           unsigned MaxRecurse) {
115   Instruction::BinaryOps OpcodeToExpand = (Instruction::BinaryOps)OpcToExpand;
116   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
117   if (!MaxRecurse--)
118     return 0;
119
120   // Check whether the expression has the form "(A op' B) op C".
121   if (BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS))
122     if (Op0->getOpcode() == OpcodeToExpand) {
123       // It does!  Try turning it into "(A op C) op' (B op C)".
124       Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1), *C = RHS;
125       // Do "A op C" and "B op C" both simplify?
126       if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
127         if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
128           // They do! Return "L op' R" if it simplifies or is already available.
129           // If "L op' R" equals "A op' B" then "L op' R" is just the LHS.
130           if ((L == A && R == B) || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExpand)
131                                      && L == B && R == A)) {
132             ++NumExpand;
133             return LHS;
134           }
135           // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
136           if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, TD, TLI, DT,
137                                        MaxRecurse)) {
138             ++NumExpand;
139             return V;
140           }
141         }
142     }
143
144   // Check whether the expression has the form "A op (B op' C)".
145   if (BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS))
146     if (Op1->getOpcode() == OpcodeToExpand) {
147       // It does!  Try turning it into "(A op B) op' (A op C)".
148       Value *A = LHS, *B = Op1->getOperand(0), *C = Op1->getOperand(1);
149       // Do "A op B" and "A op C" both simplify?
150       if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
151         if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
152           // They do! Return "L op' R" if it simplifies or is already available.
153           // If "L op' R" equals "B op' C" then "L op' R" is just the RHS.
154           if ((L == B && R == C) || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExpand)
155                                      && L == C && R == B)) {
156             ++NumExpand;
157             return RHS;
158           }
159           // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
160           if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, TD, TLI, DT,
161                                        MaxRecurse)) {
162             ++NumExpand;
163             return V;
164           }
165         }
166     }
167
168   return 0;
169 }
170
171 /// FactorizeBinOp - Simplify "LHS Opcode RHS" by factorizing out a common term
172 /// using the operation OpCodeToExtract.  For example, when Opcode is Add and
173 /// OpCodeToExtract is Mul then this tries to turn "(A*B)+(A*C)" into "A*(B+C)".
174 /// Returns the simplified value, or null if no simplification was performed.
175 static Value *FactorizeBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
176                              unsigned OpcToExtract, const TargetData *TD, 
177                              const TargetLibraryInfo *TLI,
178                              const DominatorTree *DT,
179                              unsigned MaxRecurse) {
180   Instruction::BinaryOps OpcodeToExtract = (Instruction::BinaryOps)OpcToExtract;
181   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
182   if (!MaxRecurse--)
183     return 0;
184
185   BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
186   BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
187
188   if (!Op0 || Op0->getOpcode() != OpcodeToExtract ||
189       !Op1 || Op1->getOpcode() != OpcodeToExtract)
190     return 0;
191
192   // The expression has the form "(A op' B) op (C op' D)".
193   Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1);
194   Value *C = Op1->getOperand(0), *D = Op1->getOperand(1);
195
196   // Use left distributivity, i.e. "X op' (Y op Z) = (X op' Y) op (X op' Z)".
197   // Does the instruction have the form "(A op' B) op (A op' D)" or, in the
198   // commutative case, "(A op' B) op (C op' A)"?
199   if (A == C || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExtract) && A == D)) {
200     Value *DD = A == C ? D : C;
201     // Form "A op' (B op DD)" if it simplifies completely.
202     // Does "B op DD" simplify?
203     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, DD, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
204       // It does!  Return "A op' V" if it simplifies or is already available.
205       // If V equals B then "A op' V" is just the LHS.  If V equals DD then
206       // "A op' V" is just the RHS.
207       if (V == B || V == DD) {
208         ++NumFactor;
209         return V == B ? LHS : RHS;
210       }
211       // Otherwise return "A op' V" if it simplifies.
212       if (Value *W = SimplifyBinOp(OpcodeToExtract, A, V, TD, TLI, DT,
213                                    MaxRecurse)) {
214         ++NumFactor;
215         return W;
216       }
217     }
218   }
219
220   // Use right distributivity, i.e. "(X op Y) op' Z = (X op' Z) op (Y op' Z)".
221   // Does the instruction have the form "(A op' B) op (C op' B)" or, in the
222   // commutative case, "(A op' B) op (B op' D)"?
223   if (B == D || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExtract) && B == C)) {
224     Value *CC = B == D ? C : D;
225     // Form "(A op CC) op' B" if it simplifies completely..
226     // Does "A op CC" simplify?
227     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, CC, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
228       // It does!  Return "V op' B" if it simplifies or is already available.
229       // If V equals A then "V op' B" is just the LHS.  If V equals CC then
230       // "V op' B" is just the RHS.
231       if (V == A || V == CC) {
232         ++NumFactor;
233         return V == A ? LHS : RHS;
234       }
235       // Otherwise return "V op' B" if it simplifies.
236       if (Value *W = SimplifyBinOp(OpcodeToExtract, V, B, TD, TLI, DT,
237                                    MaxRecurse)) {
238         ++NumFactor;
239         return W;
240       }
241     }
242   }
243
244   return 0;
245 }
246
247 /// SimplifyAssociativeBinOp - Generic simplifications for associative binary
248 /// operations.  Returns the simpler value, or null if none was found.
249 static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
250                                        const TargetData *TD,
251                                        const TargetLibraryInfo *TLI,
252                                        const DominatorTree *DT,
253                                        unsigned MaxRecurse) {
254   Instruction::BinaryOps Opcode = (Instruction::BinaryOps)Opc;
255   assert(Instruction::isAssociative(Opcode) && "Not an associative operation!");
256
257   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
258   if (!MaxRecurse--)
259     return 0;
260
261   BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
262   BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
263
264   // Transform: "(A op B) op C" ==> "A op (B op C)" if it simplifies completely.
265   if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
266     Value *A = Op0->getOperand(0);
267     Value *B = Op0->getOperand(1);
268     Value *C = RHS;
269
270     // Does "B op C" simplify?
271     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
272       // It does!  Return "A op V" if it simplifies or is already available.
273       // If V equals B then "A op V" is just the LHS.
274       if (V == B) return LHS;
275       // Otherwise return "A op V" if it simplifies.
276       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, A, V, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
277         ++NumReassoc;
278         return W;
279       }
280     }
281   }
282
283   // Transform: "A op (B op C)" ==> "(A op B) op C" if it simplifies completely.
284   if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
285     Value *A = LHS;
286     Value *B = Op1->getOperand(0);
287     Value *C = Op1->getOperand(1);
288
289     // Does "A op B" simplify?
290     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
291       // It does!  Return "V op C" if it simplifies or is already available.
292       // If V equals B then "V op C" is just the RHS.
293       if (V == B) return RHS;
294       // Otherwise return "V op C" if it simplifies.
295       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, C, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
296         ++NumReassoc;
297         return W;
298       }
299     }
300   }
301
302   // The remaining transforms require commutativity as well as associativity.
303   if (!Instruction::isCommutative(Opcode))
304     return 0;
305
306   // Transform: "(A op B) op C" ==> "(C op A) op B" if it simplifies completely.
307   if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
308     Value *A = Op0->getOperand(0);
309     Value *B = Op0->getOperand(1);
310     Value *C = RHS;
311
312     // Does "C op A" simplify?
313     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
314       // It does!  Return "V op B" if it simplifies or is already available.
315       // If V equals A then "V op B" is just the LHS.
316       if (V == A) return LHS;
317       // Otherwise return "V op B" if it simplifies.
318       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
319         ++NumReassoc;
320         return W;
321       }
322     }
323   }
324
325   // Transform: "A op (B op C)" ==> "B op (C op A)" if it simplifies completely.
326   if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
327     Value *A = LHS;
328     Value *B = Op1->getOperand(0);
329     Value *C = Op1->getOperand(1);
330
331     // Does "C op A" simplify?
332     if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
333       // It does!  Return "B op V" if it simplifies or is already available.
334       // If V equals C then "B op V" is just the RHS.
335       if (V == C) return RHS;
336       // Otherwise return "B op V" if it simplifies.
337       if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, B, V, TD, TLI, DT, MaxRecurse)) {
338         ++NumReassoc;
339         return W;
340       }
341     }
342   }
343
344   return 0;
345 }
346
347 /// ThreadBinOpOverSelect - In the case of a binary operation with a select
348 /// instruction as an operand, try to simplify the binop by seeing whether
349 /// evaluating it on both branches of the select results in the same value.
350 /// Returns the common value if so, otherwise returns null.
351 static Value *ThreadBinOpOverSelect(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
352                                     const TargetData *TD,
353                                     const TargetLibraryInfo *TLI,
354                                     const DominatorTree *DT,
355                                     unsigned MaxRecurse) {
356   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
357   if (!MaxRecurse--)
358     return 0;
359
360   SelectInst *SI;
361   if (isa<SelectInst>(LHS)) {
362     SI = cast<SelectInst>(LHS);
363   } else {
364     assert(isa<SelectInst>(RHS) && "No select instruction operand!");
365     SI = cast<SelectInst>(RHS);
366   }
367
368   // Evaluate the BinOp on the true and false branches of the select.
369   Value *TV;
370   Value *FV;
371   if (SI == LHS) {
372     TV = SimplifyBinOp(Opcode, SI->getTrueValue(), RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
373     FV = SimplifyBinOp(Opcode, SI->getFalseValue(), RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
374   } else {
375     TV = SimplifyBinOp(Opcode, LHS, SI->getTrueValue(), TD, TLI, DT, MaxRecurse);
376     FV = SimplifyBinOp(Opcode, LHS, SI->getFalseValue(), TD, TLI, DT, MaxRecurse);
377   }
378
379   // If they simplified to the same value, then return the common value.
380   // If they both failed to simplify then return null.
381   if (TV == FV)
382     return TV;
383
384   // If one branch simplified to undef, return the other one.
385   if (TV && isa<UndefValue>(TV))
386     return FV;
387   if (FV && isa<UndefValue>(FV))
388     return TV;
389
390   // If applying the operation did not change the true and false select values,
391   // then the result of the binop is the select itself.
392   if (TV == SI->getTrueValue() && FV == SI->getFalseValue())
393     return SI;
394
395   // If one branch simplified and the other did not, and the simplified
396   // value is equal to the unsimplified one, return the simplified value.
397   // For example, select (cond, X, X & Z) & Z -> X & Z.
398   if ((FV && !TV) || (TV && !FV)) {
399     // Check that the simplified value has the form "X op Y" where "op" is the
400     // same as the original operation.
401     Instruction *Simplified = dyn_cast<Instruction>(FV ? FV : TV);
402     if (Simplified && Simplified->getOpcode() == Opcode) {
403       // The value that didn't simplify is "UnsimplifiedLHS op UnsimplifiedRHS".
404       // We already know that "op" is the same as for the simplified value.  See
405       // if the operands match too.  If so, return the simplified value.
406       Value *UnsimplifiedBranch = FV ? SI->getTrueValue() : SI->getFalseValue();
407       Value *UnsimplifiedLHS = SI == LHS ? UnsimplifiedBranch : LHS;
408       Value *UnsimplifiedRHS = SI == LHS ? RHS : UnsimplifiedBranch;
409       if (Simplified->getOperand(0) == UnsimplifiedLHS &&
410           Simplified->getOperand(1) == UnsimplifiedRHS)
411         return Simplified;
412       if (Simplified->isCommutative() &&
413           Simplified->getOperand(1) == UnsimplifiedLHS &&
414           Simplified->getOperand(0) == UnsimplifiedRHS)
415         return Simplified;
416     }
417   }
418
419   return 0;
420 }
421
422 /// ThreadCmpOverSelect - In the case of a comparison with a select instruction,
423 /// try to simplify the comparison by seeing whether both branches of the select
424 /// result in the same value.  Returns the common value if so, otherwise returns
425 /// null.
426 static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
427                                   Value *RHS, const TargetData *TD,
428                                   const TargetLibraryInfo *TLI,
429                                   const DominatorTree *DT,
430                                   unsigned MaxRecurse) {
431   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
432   if (!MaxRecurse--)
433     return 0;
434
435   // Make sure the select is on the LHS.
436   if (!isa<SelectInst>(LHS)) {
437     std::swap(LHS, RHS);
438     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
439   }
440   assert(isa<SelectInst>(LHS) && "Not comparing with a select instruction!");
441   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(LHS);
442   Value *Cond = SI->getCondition();
443   Value *TV = SI->getTrueValue();
444   Value *FV = SI->getFalseValue();
445
446   // Now that we have "cmp select(Cond, TV, FV), RHS", analyse it.
447   // Does "cmp TV, RHS" simplify?
448   Value *TCmp = SimplifyCmpInst(Pred, TV, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
449   if (TCmp == Cond) {
450     // It not only simplified, it simplified to the select condition.  Replace
451     // it with 'true'.
452     TCmp = getTrue(Cond->getType());
453   } else if (!TCmp) {
454     // It didn't simplify.  However if "cmp TV, RHS" is equal to the select
455     // condition then we can replace it with 'true'.  Otherwise give up.
456     if (!isSameCompare(Cond, Pred, TV, RHS))
457       return 0;
458     TCmp = getTrue(Cond->getType());
459   }
460
461   // Does "cmp FV, RHS" simplify?
462   Value *FCmp = SimplifyCmpInst(Pred, FV, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
463   if (FCmp == Cond) {
464     // It not only simplified, it simplified to the select condition.  Replace
465     // it with 'false'.
466     FCmp = getFalse(Cond->getType());
467   } else if (!FCmp) {
468     // It didn't simplify.  However if "cmp FV, RHS" is equal to the select
469     // condition then we can replace it with 'false'.  Otherwise give up.
470     if (!isSameCompare(Cond, Pred, FV, RHS))
471       return 0;
472     FCmp = getFalse(Cond->getType());
473   }
474
475   // If both sides simplified to the same value, then use it as the result of
476   // the original comparison.
477   if (TCmp == FCmp)
478     return TCmp;
479   // If the false value simplified to false, then the result of the compare
480   // is equal to "Cond && TCmp".  This also catches the case when the false
481   // value simplified to false and the true value to true, returning "Cond".
482   if (match(FCmp, m_Zero()))
483     if (Value *V = SimplifyAndInst(Cond, TCmp, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
484       return V;
485   // If the true value simplified to true, then the result of the compare
486   // is equal to "Cond || FCmp".
487   if (match(TCmp, m_One()))
488     if (Value *V = SimplifyOrInst(Cond, FCmp, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
489       return V;
490   // Finally, if the false value simplified to true and the true value to
491   // false, then the result of the compare is equal to "!Cond".
492   if (match(FCmp, m_One()) && match(TCmp, m_Zero()))
493     if (Value *V =
494         SimplifyXorInst(Cond, Constant::getAllOnesValue(Cond->getType()),
495                         TD, TLI, DT, MaxRecurse))
496       return V;
497
498   return 0;
499 }
500
501 /// ThreadBinOpOverPHI - In the case of a binary operation with an operand that
502 /// is a PHI instruction, try to simplify the binop by seeing whether evaluating
503 /// it on the incoming phi values yields the same result for every value.  If so
504 /// returns the common value, otherwise returns null.
505 static Value *ThreadBinOpOverPHI(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
506                                  const TargetData *TD,
507                                  const TargetLibraryInfo *TLI, 
508                                  const DominatorTree *DT,
509                                  unsigned MaxRecurse) {
510   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
511   if (!MaxRecurse--)
512     return 0;
513
514   PHINode *PI;
515   if (isa<PHINode>(LHS)) {
516     PI = cast<PHINode>(LHS);
517     // Bail out if RHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
518     if (!ValueDominatesPHI(RHS, PI, DT))
519       return 0;
520   } else {
521     assert(isa<PHINode>(RHS) && "No PHI instruction operand!");
522     PI = cast<PHINode>(RHS);
523     // Bail out if LHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
524     if (!ValueDominatesPHI(LHS, PI, DT))
525       return 0;
526   }
527
528   // Evaluate the BinOp on the incoming phi values.
529   Value *CommonValue = 0;
530   for (unsigned i = 0, e = PI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
531     Value *Incoming = PI->getIncomingValue(i);
532     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
533     if (Incoming == PI) continue;
534     Value *V = PI == LHS ?
535       SimplifyBinOp(Opcode, Incoming, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse) :
536       SimplifyBinOp(Opcode, LHS, Incoming, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
537     // If the operation failed to simplify, or simplified to a different value
538     // to previously, then give up.
539     if (!V || (CommonValue && V != CommonValue))
540       return 0;
541     CommonValue = V;
542   }
543
544   return CommonValue;
545 }
546
547 /// ThreadCmpOverPHI - In the case of a comparison with a PHI instruction, try
548 /// try to simplify the comparison by seeing whether comparing with all of the
549 /// incoming phi values yields the same result every time.  If so returns the
550 /// common result, otherwise returns null.
551 static Value *ThreadCmpOverPHI(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS,
552                                const TargetData *TD,
553                                const TargetLibraryInfo *TLI,
554                                const DominatorTree *DT,
555                                unsigned MaxRecurse) {
556   // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
557   if (!MaxRecurse--)
558     return 0;
559
560   // Make sure the phi is on the LHS.
561   if (!isa<PHINode>(LHS)) {
562     std::swap(LHS, RHS);
563     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
564   }
565   assert(isa<PHINode>(LHS) && "Not comparing with a phi instruction!");
566   PHINode *PI = cast<PHINode>(LHS);
567
568   // Bail out if RHS and the phi may be mutually interdependent due to a loop.
569   if (!ValueDominatesPHI(RHS, PI, DT))
570     return 0;
571
572   // Evaluate the BinOp on the incoming phi values.
573   Value *CommonValue = 0;
574   for (unsigned i = 0, e = PI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
575     Value *Incoming = PI->getIncomingValue(i);
576     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
577     if (Incoming == PI) continue;
578     Value *V = SimplifyCmpInst(Pred, Incoming, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
579     // If the operation failed to simplify, or simplified to a different value
580     // to previously, then give up.
581     if (!V || (CommonValue && V != CommonValue))
582       return 0;
583     CommonValue = V;
584   }
585
586   return CommonValue;
587 }
588
589 /// SimplifyAddInst - Given operands for an Add, see if we can
590 /// fold the result.  If not, this returns null.
591 static Value *SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
592                               const TargetData *TD,
593                               const TargetLibraryInfo *TLI,
594                               const DominatorTree *DT,
595                               unsigned MaxRecurse) {
596   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
597     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
598       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
599       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Add, CLHS->getType(),
600                                       Ops, TD, TLI);
601     }
602
603     // Canonicalize the constant to the RHS.
604     std::swap(Op0, Op1);
605   }
606
607   // X + undef -> undef
608   if (match(Op1, m_Undef()))
609     return Op1;
610
611   // X + 0 -> X
612   if (match(Op1, m_Zero()))
613     return Op0;
614
615   // X + (Y - X) -> Y
616   // (Y - X) + X -> Y
617   // Eg: X + -X -> 0
618   Value *Y = 0;
619   if (match(Op1, m_Sub(m_Value(Y), m_Specific(Op0))) ||
620       match(Op0, m_Sub(m_Value(Y), m_Specific(Op1))))
621     return Y;
622
623   // X + ~X -> -1   since   ~X = -X-1
624   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
625       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
626     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
627
628   /// i1 add -> xor.
629   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
630     if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
631       return V;
632
633   // Try some generic simplifications for associative operations.
634   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Add, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
635                                           MaxRecurse))
636     return V;
637
638   // Mul distributes over Add.  Try some generic simplifications based on this.
639   if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Add, Op0, Op1, Instruction::Mul,
640                                 TD, TLI, DT, MaxRecurse))
641     return V;
642
643   // Threading Add over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
644   // Threading over the select in "A + select(cond, B, C)" means evaluating
645   // "A+B" and "A+C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
646   // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
647   // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
648   // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
649   // "A+B" and "A+C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
650   // for threading over phi nodes.
651
652   return 0;
653 }
654
655 Value *llvm::SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
656                              const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
657                              const DominatorTree *DT) {
658   return ::SimplifyAddInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
659 }
660
661 /// SimplifySubInst - Given operands for a Sub, see if we can
662 /// fold the result.  If not, this returns null.
663 static Value *SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
664                               const TargetData *TD,
665                               const TargetLibraryInfo *TLI,
666                               const DominatorTree *DT,
667                               unsigned MaxRecurse) {
668   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
669     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
670       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
671       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Sub, CLHS->getType(),
672                                       Ops, TD, TLI);
673     }
674
675   // X - undef -> undef
676   // undef - X -> undef
677   if (match(Op0, m_Undef()) || match(Op1, m_Undef()))
678     return UndefValue::get(Op0->getType());
679
680   // X - 0 -> X
681   if (match(Op1, m_Zero()))
682     return Op0;
683
684   // X - X -> 0
685   if (Op0 == Op1)
686     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
687
688   // (X*2) - X -> X
689   // (X<<1) - X -> X
690   Value *X = 0;
691   if (match(Op0, m_Mul(m_Specific(Op1), m_ConstantInt<2>())) ||
692       match(Op0, m_Shl(m_Specific(Op1), m_One())))
693     return Op1;
694
695   // (X + Y) - Z -> X + (Y - Z) or Y + (X - Z) if everything simplifies.
696   // For example, (X + Y) - Y -> X; (Y + X) - Y -> X
697   Value *Y = 0, *Z = Op1;
698   if (MaxRecurse && match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_Value(Y)))) { // (X + Y) - Z
699     // See if "V === Y - Z" simplifies.
700     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Y, Z, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
701       // It does!  Now see if "X + V" simplifies.
702       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, X, V, TD, TLI, DT,
703                                    MaxRecurse-1)) {
704         // It does, we successfully reassociated!
705         ++NumReassoc;
706         return W;
707       }
708     // See if "V === X - Z" simplifies.
709     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
710       // It does!  Now see if "Y + V" simplifies.
711       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, Y, V, TD, TLI, DT,
712                                    MaxRecurse-1)) {
713         // It does, we successfully reassociated!
714         ++NumReassoc;
715         return W;
716       }
717   }
718
719   // X - (Y + Z) -> (X - Y) - Z or (X - Z) - Y if everything simplifies.
720   // For example, X - (X + 1) -> -1
721   X = Op0;
722   if (MaxRecurse && match(Op1, m_Add(m_Value(Y), m_Value(Z)))) { // X - (Y + Z)
723     // See if "V === X - Y" simplifies.
724     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Y, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
725       // It does!  Now see if "V - Z" simplifies.
726       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Z, TD, TLI, DT,
727                                    MaxRecurse-1)) {
728         // It does, we successfully reassociated!
729         ++NumReassoc;
730         return W;
731       }
732     // See if "V === X - Z" simplifies.
733     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
734       // It does!  Now see if "V - Y" simplifies.
735       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Y, TD, TLI, DT,
736                                    MaxRecurse-1)) {
737         // It does, we successfully reassociated!
738         ++NumReassoc;
739         return W;
740       }
741   }
742
743   // Z - (X - Y) -> (Z - X) + Y if everything simplifies.
744   // For example, X - (X - Y) -> Y.
745   Z = Op0;
746   if (MaxRecurse && match(Op1, m_Sub(m_Value(X), m_Value(Y)))) // Z - (X - Y)
747     // See if "V === Z - X" simplifies.
748     if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Z, X, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
749       // It does!  Now see if "V + Y" simplifies.
750       if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, V, Y, TD, TLI, DT,
751                                    MaxRecurse-1)) {
752         // It does, we successfully reassociated!
753         ++NumReassoc;
754         return W;
755       }
756
757   // Mul distributes over Sub.  Try some generic simplifications based on this.
758   if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Sub, Op0, Op1, Instruction::Mul,
759                                 TD, TLI, DT, MaxRecurse))
760     return V;
761
762   // i1 sub -> xor.
763   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
764     if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
765       return V;
766
767   // Threading Sub over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
768   // Threading over the select in "A - select(cond, B, C)" means evaluating
769   // "A-B" and "A-C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
770   // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
771   // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
772   // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
773   // "A-B" and "A-C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
774   // for threading over phi nodes.
775
776   return 0;
777 }
778
779 Value *llvm::SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
780                              const TargetData *TD,
781                              const TargetLibraryInfo *TLI,
782                              const DominatorTree *DT) {
783   return ::SimplifySubInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
784 }
785
786 /// SimplifyMulInst - Given operands for a Mul, see if we can
787 /// fold the result.  If not, this returns null.
788 static Value *SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
789                               const TargetLibraryInfo *TLI,
790                               const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
791   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
792     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
793       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
794       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Mul, CLHS->getType(),
795                                       Ops, TD, TLI);
796     }
797
798     // Canonicalize the constant to the RHS.
799     std::swap(Op0, Op1);
800   }
801
802   // X * undef -> 0
803   if (match(Op1, m_Undef()))
804     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
805
806   // X * 0 -> 0
807   if (match(Op1, m_Zero()))
808     return Op1;
809
810   // X * 1 -> X
811   if (match(Op1, m_One()))
812     return Op0;
813
814   // (X / Y) * Y -> X if the division is exact.
815   Value *X = 0;
816   if (match(Op0, m_Exact(m_IDiv(m_Value(X), m_Specific(Op1)))) || // (X / Y) * Y
817       match(Op1, m_Exact(m_IDiv(m_Value(X), m_Specific(Op0)))))   // Y * (X / Y)
818     return X;
819
820   // i1 mul -> and.
821   if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
822     if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
823       return V;
824
825   // Try some generic simplifications for associative operations.
826   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Mul, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
827                                           MaxRecurse))
828     return V;
829
830   // Mul distributes over Add.  Try some generic simplifications based on this.
831   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::Mul, Op0, Op1, Instruction::Add,
832                              TD, TLI, DT, MaxRecurse))
833     return V;
834
835   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
836   // operating on either branch of the select always yields the same value.
837   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
838     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Mul, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
839                                          MaxRecurse))
840       return V;
841
842   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
843   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
844   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
845     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::Mul, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
846                                       MaxRecurse))
847       return V;
848
849   return 0;
850 }
851
852 Value *llvm::SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
853                              const TargetLibraryInfo *TLI,
854                              const DominatorTree *DT) {
855   return ::SimplifyMulInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
856 }
857
858 /// SimplifyDiv - Given operands for an SDiv or UDiv, see if we can
859 /// fold the result.  If not, this returns null.
860 static Value *SimplifyDiv(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
861                           const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
862                           const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
863   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
864     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
865       Constant *Ops[] = { C0, C1 };
866       return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, TD, TLI);
867     }
868   }
869
870   bool isSigned = Opcode == Instruction::SDiv;
871
872   // X / undef -> undef
873   if (match(Op1, m_Undef()))
874     return Op1;
875
876   // undef / X -> 0
877   if (match(Op0, m_Undef()))
878     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
879
880   // 0 / X -> 0, we don't need to preserve faults!
881   if (match(Op0, m_Zero()))
882     return Op0;
883
884   // X / 1 -> X
885   if (match(Op1, m_One()))
886     return Op0;
887
888   if (Op0->getType()->isIntegerTy(1))
889     // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
890     return Op0;
891
892   // X / X -> 1
893   if (Op0 == Op1)
894     return ConstantInt::get(Op0->getType(), 1);
895
896   // (X * Y) / Y -> X if the multiplication does not overflow.
897   Value *X = 0, *Y = 0;
898   if (match(Op0, m_Mul(m_Value(X), m_Value(Y))) && (X == Op1 || Y == Op1)) {
899     if (Y != Op1) std::swap(X, Y); // Ensure expression is (X * Y) / Y, Y = Op1
900     OverflowingBinaryOperator *Mul = cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0);
901     // If the Mul knows it does not overflow, then we are good to go.
902     if ((isSigned && Mul->hasNoSignedWrap()) ||
903         (!isSigned && Mul->hasNoUnsignedWrap()))
904       return X;
905     // If X has the form X = A / Y then X * Y cannot overflow.
906     if (BinaryOperator *Div = dyn_cast<BinaryOperator>(X))
907       if (Div->getOpcode() == Opcode && Div->getOperand(1) == Y)
908         return X;
909   }
910
911   // (X rem Y) / Y -> 0
912   if ((isSigned && match(Op0, m_SRem(m_Value(), m_Specific(Op1)))) ||
913       (!isSigned && match(Op0, m_URem(m_Value(), m_Specific(Op1)))))
914     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
915
916   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
917   // operating on either branch of the select always yields the same value.
918   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
919     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
920                                          MaxRecurse))
921       return V;
922
923   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
924   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
925   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
926     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
927                                       MaxRecurse))
928       return V;
929
930   return 0;
931 }
932
933 /// SimplifySDivInst - Given operands for an SDiv, see if we can
934 /// fold the result.  If not, this returns null.
935 static Value *SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
936                                const TargetLibraryInfo *TLI,
937                                const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
938   if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::SDiv, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
939                              MaxRecurse))
940     return V;
941
942   return 0;
943 }
944
945 Value *llvm::SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
946                               const TargetLibraryInfo *TLI,
947                               const DominatorTree *DT) {
948   return ::SimplifySDivInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
949 }
950
951 /// SimplifyUDivInst - Given operands for a UDiv, see if we can
952 /// fold the result.  If not, this returns null.
953 static Value *SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
954                                const TargetLibraryInfo *TLI,
955                                const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
956   if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::UDiv, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
957                              MaxRecurse))
958     return V;
959
960   return 0;
961 }
962
963 Value *llvm::SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
964                               const TargetLibraryInfo *TLI,
965                               const DominatorTree *DT) {
966   return ::SimplifyUDivInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
967 }
968
969 static Value *SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *,
970                                const TargetLibraryInfo *,
971                                const DominatorTree *, unsigned) {
972   // undef / X -> undef    (the undef could be a snan).
973   if (match(Op0, m_Undef()))
974     return Op0;
975
976   // X / undef -> undef
977   if (match(Op1, m_Undef()))
978     return Op1;
979
980   return 0;
981 }
982
983 Value *llvm::SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
984                               const TargetLibraryInfo *TLI,
985                               const DominatorTree *DT) {
986   return ::SimplifyFDivInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
987 }
988
989 /// SimplifyRem - Given operands for an SRem or URem, see if we can
990 /// fold the result.  If not, this returns null.
991 static Value *SimplifyRem(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
992                           const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
993                           const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
994   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
995     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
996       Constant *Ops[] = { C0, C1 };
997       return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, TD, TLI);
998     }
999   }
1000
1001   // X % undef -> undef
1002   if (match(Op1, m_Undef()))
1003     return Op1;
1004
1005   // undef % X -> 0
1006   if (match(Op0, m_Undef()))
1007     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1008
1009   // 0 % X -> 0, we don't need to preserve faults!
1010   if (match(Op0, m_Zero()))
1011     return Op0;
1012
1013   // X % 0 -> undef, we don't need to preserve faults!
1014   if (match(Op1, m_Zero()))
1015     return UndefValue::get(Op0->getType());
1016
1017   // X % 1 -> 0
1018   if (match(Op1, m_One()))
1019     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1020
1021   if (Op0->getType()->isIntegerTy(1))
1022     // It can't be remainder by zero, hence it must be remainder by one.
1023     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1024
1025   // X % X -> 0
1026   if (Op0 == Op1)
1027     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1028
1029   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1030   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1031   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1032     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1033       return V;
1034
1035   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1036   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1037   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1038     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1039       return V;
1040
1041   return 0;
1042 }
1043
1044 /// SimplifySRemInst - Given operands for an SRem, see if we can
1045 /// fold the result.  If not, this returns null.
1046 static Value *SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1047                                const TargetLibraryInfo *TLI,
1048                                const DominatorTree *DT,
1049                                unsigned MaxRecurse) {                               
1050   if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::SRem, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1051     return V;
1052
1053   return 0;
1054 }
1055
1056 Value *llvm::SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1057                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1058                               const DominatorTree *DT) {
1059   return ::SimplifySRemInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1060 }
1061
1062 /// SimplifyURemInst - Given operands for a URem, see if we can
1063 /// fold the result.  If not, this returns null.
1064 static Value *SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1065                                const TargetLibraryInfo *TLI,
1066                                const DominatorTree *DT,
1067                                unsigned MaxRecurse) {
1068   if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::URem, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1069     return V;
1070
1071   return 0;
1072 }
1073
1074 Value *llvm::SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1075                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1076                               const DominatorTree *DT) {
1077   return ::SimplifyURemInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1078 }
1079
1080 static Value *SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *,
1081                                const TargetLibraryInfo *,
1082                                const DominatorTree *,
1083                                unsigned) {
1084   // undef % X -> undef    (the undef could be a snan).
1085   if (match(Op0, m_Undef()))
1086     return Op0;
1087
1088   // X % undef -> undef
1089   if (match(Op1, m_Undef()))
1090     return Op1;
1091
1092   return 0;
1093 }
1094
1095 Value *llvm::SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1096                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1097                               const DominatorTree *DT) {
1098   return ::SimplifyFRemInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1099 }
1100
1101 /// SimplifyShift - Given operands for an Shl, LShr or AShr, see if we can
1102 /// fold the result.  If not, this returns null.
1103 static Value *SimplifyShift(unsigned Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
1104                             const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
1105                             const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
1106   if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1107     if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1108       Constant *Ops[] = { C0, C1 };
1109       return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, TD, TLI);
1110     }
1111   }
1112
1113   // 0 shift by X -> 0
1114   if (match(Op0, m_Zero()))
1115     return Op0;
1116
1117   // X shift by 0 -> X
1118   if (match(Op1, m_Zero()))
1119     return Op0;
1120
1121   // X shift by undef -> undef because it may shift by the bitwidth.
1122   if (match(Op1, m_Undef()))
1123     return Op1;
1124
1125   // Shifting by the bitwidth or more is undefined.
1126   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
1127     if (CI->getValue().getLimitedValue() >=
1128         Op0->getType()->getScalarSizeInBits())
1129       return UndefValue::get(Op0->getType());
1130
1131   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1132   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1133   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1134     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1135       return V;
1136
1137   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1138   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1139   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1140     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1141       return V;
1142
1143   return 0;
1144 }
1145
1146 /// SimplifyShlInst - Given operands for an Shl, see if we can
1147 /// fold the result.  If not, this returns null.
1148 static Value *SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
1149                               const TargetData *TD,
1150                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1151                               const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
1152   if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::Shl, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1153     return V;
1154
1155   // undef << X -> 0
1156   if (match(Op0, m_Undef()))
1157     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1158
1159   // (X >> A) << A -> X
1160   Value *X;
1161   if (match(Op0, m_Exact(m_Shr(m_Value(X), m_Specific(Op1)))))
1162     return X;
1163   return 0;
1164 }
1165
1166 Value *llvm::SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
1167                              const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
1168                              const DominatorTree *DT) {
1169   return ::SimplifyShlInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1170 }
1171
1172 /// SimplifyLShrInst - Given operands for an LShr, see if we can
1173 /// fold the result.  If not, this returns null.
1174 static Value *SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1175                                const TargetData *TD,
1176                                const TargetLibraryInfo *TLI,
1177                                const DominatorTree *DT,
1178                                unsigned MaxRecurse) {
1179   if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::LShr, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1180     return V;
1181
1182   // undef >>l X -> 0
1183   if (match(Op0, m_Undef()))
1184     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1185
1186   // (X << A) >> A -> X
1187   Value *X;
1188   if (match(Op0, m_Shl(m_Value(X), m_Specific(Op1))) &&
1189       cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0)->hasNoUnsignedWrap())
1190     return X;
1191
1192   return 0;
1193 }
1194
1195 Value *llvm::SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1196                               const TargetData *TD,
1197                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1198                               const DominatorTree *DT) {
1199   return ::SimplifyLShrInst(Op0, Op1, isExact, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1200 }
1201
1202 /// SimplifyAShrInst - Given operands for an AShr, see if we can
1203 /// fold the result.  If not, this returns null.
1204 static Value *SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1205                                const TargetData *TD,
1206                                const TargetLibraryInfo *TLI,
1207                                const DominatorTree *DT,
1208                                unsigned MaxRecurse) {
1209   if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::AShr, Op0, Op1, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1210     return V;
1211
1212   // all ones >>a X -> all ones
1213   if (match(Op0, m_AllOnes()))
1214     return Op0;
1215
1216   // undef >>a X -> all ones
1217   if (match(Op0, m_Undef()))
1218     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1219
1220   // (X << A) >> A -> X
1221   Value *X;
1222   if (match(Op0, m_Shl(m_Value(X), m_Specific(Op1))) &&
1223       cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0)->hasNoSignedWrap())
1224     return X;
1225
1226   return 0;
1227 }
1228
1229 Value *llvm::SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
1230                               const TargetData *TD,
1231                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1232                               const DominatorTree *DT) {
1233   return ::SimplifyAShrInst(Op0, Op1, isExact, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1234 }
1235
1236 /// SimplifyAndInst - Given operands for an And, see if we can
1237 /// fold the result.  If not, this returns null.
1238 static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD, 
1239                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1240                               const DominatorTree *DT,
1241                               unsigned MaxRecurse) {
1242   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1243     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1244       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
1245       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::And, CLHS->getType(),
1246                                       Ops, TD, TLI);
1247     }
1248
1249     // Canonicalize the constant to the RHS.
1250     std::swap(Op0, Op1);
1251   }
1252
1253   // X & undef -> 0
1254   if (match(Op1, m_Undef()))
1255     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1256
1257   // X & X = X
1258   if (Op0 == Op1)
1259     return Op0;
1260
1261   // X & 0 = 0
1262   if (match(Op1, m_Zero()))
1263     return Op1;
1264
1265   // X & -1 = X
1266   if (match(Op1, m_AllOnes()))
1267     return Op0;
1268
1269   // A & ~A  =  ~A & A  =  0
1270   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
1271       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
1272     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1273
1274   // (A | ?) & A = A
1275   Value *A = 0, *B = 0;
1276   if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1277       (A == Op1 || B == Op1))
1278     return Op1;
1279
1280   // A & (A | ?) = A
1281   if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1282       (A == Op0 || B == Op0))
1283     return Op0;
1284
1285   // A & (-A) = A if A is a power of two or zero.
1286   if (match(Op0, m_Neg(m_Specific(Op1))) ||
1287       match(Op1, m_Neg(m_Specific(Op0)))) {
1288     if (isPowerOfTwo(Op0, TD, /*OrZero*/true))
1289       return Op0;
1290     if (isPowerOfTwo(Op1, TD, /*OrZero*/true))
1291       return Op1;
1292   }
1293
1294   // Try some generic simplifications for associative operations.
1295   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, TD, TLI,
1296                                           DT, MaxRecurse))
1297     return V;
1298
1299   // And distributes over Or.  Try some generic simplifications based on this.
1300   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Or,
1301                              TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1302     return V;
1303
1304   // And distributes over Xor.  Try some generic simplifications based on this.
1305   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Xor,
1306                              TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1307     return V;
1308
1309   // Or distributes over And.  Try some generic simplifications based on this.
1310   if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Or,
1311                                 TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1312     return V;
1313
1314   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1315   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1316   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1317     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::And, Op0, Op1, TD, TLI,
1318                                          DT, MaxRecurse))
1319       return V;
1320
1321   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1322   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1323   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1324     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::And, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
1325                                       MaxRecurse))
1326       return V;
1327
1328   return 0;
1329 }
1330
1331 Value *llvm::SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1332                              const TargetLibraryInfo *TLI,
1333                              const DominatorTree *DT) {
1334   return ::SimplifyAndInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1335 }
1336
1337 /// SimplifyOrInst - Given operands for an Or, see if we can
1338 /// fold the result.  If not, this returns null.
1339 static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD, 
1340                              const TargetLibraryInfo *TLI,
1341                              const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
1342   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1343     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1344       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
1345       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Or, CLHS->getType(),
1346                                       Ops, TD, TLI);
1347     }
1348
1349     // Canonicalize the constant to the RHS.
1350     std::swap(Op0, Op1);
1351   }
1352
1353   // X | undef -> -1
1354   if (match(Op1, m_Undef()))
1355     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1356
1357   // X | X = X
1358   if (Op0 == Op1)
1359     return Op0;
1360
1361   // X | 0 = X
1362   if (match(Op1, m_Zero()))
1363     return Op0;
1364
1365   // X | -1 = -1
1366   if (match(Op1, m_AllOnes()))
1367     return Op1;
1368
1369   // A | ~A  =  ~A | A  =  -1
1370   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
1371       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
1372     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1373
1374   // (A & ?) | A = A
1375   Value *A = 0, *B = 0;
1376   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1377       (A == Op1 || B == Op1))
1378     return Op1;
1379
1380   // A | (A & ?) = A
1381   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
1382       (A == Op0 || B == Op0))
1383     return Op0;
1384
1385   // ~(A & ?) | A = -1
1386   if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
1387       (A == Op1 || B == Op1))
1388     return Constant::getAllOnesValue(Op1->getType());
1389
1390   // A | ~(A & ?) = -1
1391   if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
1392       (A == Op0 || B == Op0))
1393     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1394
1395   // Try some generic simplifications for associative operations.
1396   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, TD, TLI,
1397                                           DT, MaxRecurse))
1398     return V;
1399
1400   // Or distributes over And.  Try some generic simplifications based on this.
1401   if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Instruction::And, TD,
1402                              TLI, DT, MaxRecurse))
1403     return V;
1404
1405   // And distributes over Or.  Try some generic simplifications based on this.
1406   if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Instruction::And,
1407                                 TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1408     return V;
1409
1410   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
1411   // operating on either branch of the select always yields the same value.
1412   if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
1413     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Or, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
1414                                          MaxRecurse))
1415       return V;
1416
1417   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
1418   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
1419   if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
1420     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::Or, Op0, Op1, TD, TLI, DT,
1421                                       MaxRecurse))
1422       return V;
1423
1424   return 0;
1425 }
1426
1427 Value *llvm::SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1428                             const TargetLibraryInfo *TLI,
1429                             const DominatorTree *DT) {
1430   return ::SimplifyOrInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1431 }
1432
1433 /// SimplifyXorInst - Given operands for a Xor, see if we can
1434 /// fold the result.  If not, this returns null.
1435 static Value *SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1436                               const TargetLibraryInfo *TLI,
1437                               const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
1438   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
1439     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
1440       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
1441       return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Xor, CLHS->getType(),
1442                                       Ops, TD, TLI);
1443     }
1444
1445     // Canonicalize the constant to the RHS.
1446     std::swap(Op0, Op1);
1447   }
1448
1449   // A ^ undef -> undef
1450   if (match(Op1, m_Undef()))
1451     return Op1;
1452
1453   // A ^ 0 = A
1454   if (match(Op1, m_Zero()))
1455     return Op0;
1456
1457   // A ^ A = 0
1458   if (Op0 == Op1)
1459     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
1460
1461   // A ^ ~A  =  ~A ^ A  =  -1
1462   if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
1463       match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
1464     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
1465
1466   // Try some generic simplifications for associative operations.
1467   if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Xor, Op0, Op1, TD, TLI,
1468                                           DT, MaxRecurse))
1469     return V;
1470
1471   // And distributes over Xor.  Try some generic simplifications based on this.
1472   if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Xor, Op0, Op1, Instruction::And,
1473                                 TD, TLI, DT, MaxRecurse))
1474     return V;
1475
1476   // Threading Xor over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
1477   // Threading over the select in "A ^ select(cond, B, C)" means evaluating
1478   // "A^B" and "A^C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
1479   // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
1480   // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
1481   // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
1482   // "A^B" and "A^C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
1483   // for threading over phi nodes.
1484
1485   return 0;
1486 }
1487
1488 Value *llvm::SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
1489                              const TargetLibraryInfo *TLI,
1490                              const DominatorTree *DT) {
1491   return ::SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
1492 }
1493
1494 static Type *GetCompareTy(Value *Op) {
1495   return CmpInst::makeCmpResultType(Op->getType());
1496 }
1497
1498 /// ExtractEquivalentCondition - Rummage around inside V looking for something
1499 /// equivalent to the comparison "LHS Pred RHS".  Return such a value if found,
1500 /// otherwise return null.  Helper function for analyzing max/min idioms.
1501 static Value *ExtractEquivalentCondition(Value *V, CmpInst::Predicate Pred,
1502                                          Value *LHS, Value *RHS) {
1503   SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V);
1504   if (!SI)
1505     return 0;
1506   CmpInst *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(SI->getCondition());
1507   if (!Cmp)
1508     return 0;
1509   Value *CmpLHS = Cmp->getOperand(0), *CmpRHS = Cmp->getOperand(1);
1510   if (Pred == Cmp->getPredicate() && LHS == CmpLHS && RHS == CmpRHS)
1511     return Cmp;
1512   if (Pred == CmpInst::getSwappedPredicate(Cmp->getPredicate()) &&
1513       LHS == CmpRHS && RHS == CmpLHS)
1514     return Cmp;
1515   return 0;
1516 }
1517
1518 /// SimplifyICmpInst - Given operands for an ICmpInst, see if we can
1519 /// fold the result.  If not, this returns null.
1520 static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
1521                                const TargetData *TD,
1522                                const TargetLibraryInfo *TLI,
1523                                const DominatorTree *DT,
1524                                unsigned MaxRecurse) {
1525   CmpInst::Predicate Pred = (CmpInst::Predicate)Predicate;
1526   assert(CmpInst::isIntPredicate(Pred) && "Not an integer compare!");
1527
1528   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS)) {
1529     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS))
1530       return ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, CLHS, CRHS, TD, TLI);
1531
1532     // If we have a constant, make sure it is on the RHS.
1533     std::swap(LHS, RHS);
1534     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
1535   }
1536
1537   Type *ITy = GetCompareTy(LHS); // The return type.
1538   Type *OpTy = LHS->getType();   // The operand type.
1539
1540   // icmp X, X -> true/false
1541   // X icmp undef -> true/false.  For example, icmp ugt %X, undef -> false
1542   // because X could be 0.
1543   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(RHS))
1544     return ConstantInt::get(ITy, CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
1545
1546   // Special case logic when the operands have i1 type.
1547   if (OpTy->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
1548     switch (Pred) {
1549     default: break;
1550     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1551       // X == 1 -> X
1552       if (match(RHS, m_One()))
1553         return LHS;
1554       break;
1555     case ICmpInst::ICMP_NE:
1556       // X != 0 -> X
1557       if (match(RHS, m_Zero()))
1558         return LHS;
1559       break;
1560     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1561       // X >u 0 -> X
1562       if (match(RHS, m_Zero()))
1563         return LHS;
1564       break;
1565     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1566       // X >=u 1 -> X
1567       if (match(RHS, m_One()))
1568         return LHS;
1569       break;
1570     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1571       // X <s 0 -> X
1572       if (match(RHS, m_Zero()))
1573         return LHS;
1574       break;
1575     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1576       // X <=s -1 -> X
1577       if (match(RHS, m_One()))
1578         return LHS;
1579       break;
1580     }
1581   }
1582
1583   // icmp <alloca*>, <global/alloca*/null> - Different stack variables have
1584   // different addresses, and what's more the address of a stack variable is
1585   // never null or equal to the address of a global.  Note that generalizing
1586   // to the case where LHS is a global variable address or null is pointless,
1587   // since if both LHS and RHS are constants then we already constant folded
1588   // the compare, and if only one of them is then we moved it to RHS already.
1589   if (isa<AllocaInst>(LHS) && (isa<GlobalValue>(RHS) || isa<AllocaInst>(RHS) ||
1590                                isa<ConstantPointerNull>(RHS)))
1591     // We already know that LHS != RHS.
1592     return ConstantInt::get(ITy, CmpInst::isFalseWhenEqual(Pred));
1593
1594   // If we are comparing with zero then try hard since this is a common case.
1595   if (match(RHS, m_Zero())) {
1596     bool LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative;
1597     switch (Pred) {
1598     default:
1599       assert(false && "Unknown ICmp predicate!");
1600     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1601       return getFalse(ITy);
1602     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1603       return getTrue(ITy);
1604     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1605     case ICmpInst::ICMP_ULE:
1606       if (isKnownNonZero(LHS, TD))
1607         return getFalse(ITy);
1608       break;
1609     case ICmpInst::ICMP_NE:
1610     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1611       if (isKnownNonZero(LHS, TD))
1612         return getTrue(ITy);
1613       break;
1614     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1615       ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
1616       if (LHSKnownNegative)
1617         return getTrue(ITy);
1618       if (LHSKnownNonNegative)
1619         return getFalse(ITy);
1620       break;
1621     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1622       ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
1623       if (LHSKnownNegative)
1624         return getTrue(ITy);
1625       if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, TD))
1626         return getFalse(ITy);
1627       break;
1628     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1629       ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
1630       if (LHSKnownNegative)
1631         return getFalse(ITy);
1632       if (LHSKnownNonNegative)
1633         return getTrue(ITy);
1634       break;
1635     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1636       ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
1637       if (LHSKnownNegative)
1638         return getFalse(ITy);
1639       if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, TD))
1640         return getTrue(ITy);
1641       break;
1642     }
1643   }
1644
1645   // See if we are doing a comparison with a constant integer.
1646   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
1647     // Rule out tautological comparisons (eg., ult 0 or uge 0).
1648     ConstantRange RHS_CR = ICmpInst::makeConstantRange(Pred, CI->getValue());
1649     if (RHS_CR.isEmptySet())
1650       return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
1651     if (RHS_CR.isFullSet())
1652       return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
1653
1654     // Many binary operators with constant RHS have easy to compute constant
1655     // range.  Use them to check whether the comparison is a tautology.
1656     uint32_t Width = CI->getBitWidth();
1657     APInt Lower = APInt(Width, 0);
1658     APInt Upper = APInt(Width, 0);
1659     ConstantInt *CI2;
1660     if (match(LHS, m_URem(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1661       // 'urem x, CI2' produces [0, CI2).
1662       Upper = CI2->getValue();
1663     } else if (match(LHS, m_SRem(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1664       // 'srem x, CI2' produces (-|CI2|, |CI2|).
1665       Upper = CI2->getValue().abs();
1666       Lower = (-Upper) + 1;
1667     } else if (match(LHS, m_UDiv(m_ConstantInt(CI2), m_Value()))) {
1668       // 'udiv CI2, x' produces [0, CI2].
1669       Upper = CI2->getValue() + 1;
1670     } else if (match(LHS, m_UDiv(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1671       // 'udiv x, CI2' produces [0, UINT_MAX / CI2].
1672       APInt NegOne = APInt::getAllOnesValue(Width);
1673       if (!CI2->isZero())
1674         Upper = NegOne.udiv(CI2->getValue()) + 1;
1675     } else if (match(LHS, m_SDiv(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1676       // 'sdiv x, CI2' produces [INT_MIN / CI2, INT_MAX / CI2].
1677       APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
1678       APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
1679       APInt Val = CI2->getValue().abs();
1680       if (!Val.isMinValue()) {
1681         Lower = IntMin.sdiv(Val);
1682         Upper = IntMax.sdiv(Val) + 1;
1683       }
1684     } else if (match(LHS, m_LShr(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1685       // 'lshr x, CI2' produces [0, UINT_MAX >> CI2].
1686       APInt NegOne = APInt::getAllOnesValue(Width);
1687       if (CI2->getValue().ult(Width))
1688         Upper = NegOne.lshr(CI2->getValue()) + 1;
1689     } else if (match(LHS, m_AShr(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1690       // 'ashr x, CI2' produces [INT_MIN >> CI2, INT_MAX >> CI2].
1691       APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
1692       APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
1693       if (CI2->getValue().ult(Width)) {
1694         Lower = IntMin.ashr(CI2->getValue());
1695         Upper = IntMax.ashr(CI2->getValue()) + 1;
1696       }
1697     } else if (match(LHS, m_Or(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1698       // 'or x, CI2' produces [CI2, UINT_MAX].
1699       Lower = CI2->getValue();
1700     } else if (match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
1701       // 'and x, CI2' produces [0, CI2].
1702       Upper = CI2->getValue() + 1;
1703     }
1704     if (Lower != Upper) {
1705       ConstantRange LHS_CR = ConstantRange(Lower, Upper);
1706       if (RHS_CR.contains(LHS_CR))
1707         return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
1708       if (RHS_CR.inverse().contains(LHS_CR))
1709         return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
1710     }
1711   }
1712
1713   // Compare of cast, for example (zext X) != 0 -> X != 0
1714   if (isa<CastInst>(LHS) && (isa<Constant>(RHS) || isa<CastInst>(RHS))) {
1715     Instruction *LI = cast<CastInst>(LHS);
1716     Value *SrcOp = LI->getOperand(0);
1717     Type *SrcTy = SrcOp->getType();
1718     Type *DstTy = LI->getType();
1719
1720     // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/constant) into a compare of the input
1721     // if the integer type is the same size as the pointer type.
1722     if (MaxRecurse && TD && isa<PtrToIntInst>(LI) &&
1723         TD->getPointerSizeInBits() == DstTy->getPrimitiveSizeInBits()) {
1724       if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
1725         // Transfer the cast to the constant.
1726         if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp,
1727                                         ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy),
1728                                         TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1729           return V;
1730       } else if (PtrToIntInst *RI = dyn_cast<PtrToIntInst>(RHS)) {
1731         if (RI->getOperand(0)->getType() == SrcTy)
1732           // Compare without the cast.
1733           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, RI->getOperand(0),
1734                                           TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1735             return V;
1736       }
1737     }
1738
1739     if (isa<ZExtInst>(LHS)) {
1740       // Turn icmp (zext X), (zext Y) into a compare of X and Y if they have the
1741       // same type.
1742       if (ZExtInst *RI = dyn_cast<ZExtInst>(RHS)) {
1743         if (MaxRecurse && SrcTy == RI->getOperand(0)->getType())
1744           // Compare X and Y.  Note that signed predicates become unsigned.
1745           if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::getUnsignedPredicate(Pred),
1746                                           SrcOp, RI->getOperand(0), TD, TLI, DT,
1747                                           MaxRecurse-1))
1748             return V;
1749       }
1750       // Turn icmp (zext X), Cst into a compare of X and Cst if Cst is extended
1751       // too.  If not, then try to deduce the result of the comparison.
1752       else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
1753         // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
1754         // reextended to DstTy.
1755         Constant *Trunc = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
1756         Constant *RExt = ConstantExpr::getCast(CastInst::ZExt, Trunc, DstTy);
1757
1758         // If the re-extended constant didn't change then this is effectively
1759         // also a case of comparing two zero-extended values.
1760         if (RExt == CI && MaxRecurse)
1761           if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::getUnsignedPredicate(Pred),
1762                                         SrcOp, Trunc, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1763             return V;
1764
1765         // Otherwise the upper bits of LHS are zero while RHS has a non-zero bit
1766         // there.  Use this to work out the result of the comparison.
1767         if (RExt != CI) {
1768           switch (Pred) {
1769           default:
1770             assert(false && "Unknown ICmp predicate!");
1771           // LHS <u RHS.
1772           case ICmpInst::ICMP_EQ:
1773           case ICmpInst::ICMP_UGT:
1774           case ICmpInst::ICMP_UGE:
1775             return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
1776
1777           case ICmpInst::ICMP_NE:
1778           case ICmpInst::ICMP_ULT:
1779           case ICmpInst::ICMP_ULE:
1780             return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
1781
1782           // LHS is non-negative.  If RHS is negative then LHS >s LHS.  If RHS
1783           // is non-negative then LHS <s RHS.
1784           case ICmpInst::ICMP_SGT:
1785           case ICmpInst::ICMP_SGE:
1786             return CI->getValue().isNegative() ?
1787               ConstantInt::getTrue(CI->getContext()) :
1788               ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
1789
1790           case ICmpInst::ICMP_SLT:
1791           case ICmpInst::ICMP_SLE:
1792             return CI->getValue().isNegative() ?
1793               ConstantInt::getFalse(CI->getContext()) :
1794               ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
1795           }
1796         }
1797       }
1798     }
1799
1800     if (isa<SExtInst>(LHS)) {
1801       // Turn icmp (sext X), (sext Y) into a compare of X and Y if they have the
1802       // same type.
1803       if (SExtInst *RI = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
1804         if (MaxRecurse && SrcTy == RI->getOperand(0)->getType())
1805           // Compare X and Y.  Note that the predicate does not change.
1806           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, RI->getOperand(0),
1807                                           TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1808             return V;
1809       }
1810       // Turn icmp (sext X), Cst into a compare of X and Cst if Cst is extended
1811       // too.  If not, then try to deduce the result of the comparison.
1812       else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
1813         // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
1814         // reextended to DstTy.
1815         Constant *Trunc = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
1816         Constant *RExt = ConstantExpr::getCast(CastInst::SExt, Trunc, DstTy);
1817
1818         // If the re-extended constant didn't change then this is effectively
1819         // also a case of comparing two sign-extended values.
1820         if (RExt == CI && MaxRecurse)
1821           if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, Trunc, TD, TLI, DT,
1822                                           MaxRecurse-1))
1823             return V;
1824
1825         // Otherwise the upper bits of LHS are all equal, while RHS has varying
1826         // bits there.  Use this to work out the result of the comparison.
1827         if (RExt != CI) {
1828           switch (Pred) {
1829           default:
1830             assert(false && "Unknown ICmp predicate!");
1831           case ICmpInst::ICMP_EQ:
1832             return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
1833           case ICmpInst::ICMP_NE:
1834             return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
1835
1836           // If RHS is non-negative then LHS <s RHS.  If RHS is negative then
1837           // LHS >s RHS.
1838           case ICmpInst::ICMP_SGT:
1839           case ICmpInst::ICMP_SGE:
1840             return CI->getValue().isNegative() ?
1841               ConstantInt::getTrue(CI->getContext()) :
1842               ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
1843           case ICmpInst::ICMP_SLT:
1844           case ICmpInst::ICMP_SLE:
1845             return CI->getValue().isNegative() ?
1846               ConstantInt::getFalse(CI->getContext()) :
1847               ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
1848
1849           // If LHS is non-negative then LHS <u RHS.  If LHS is negative then
1850           // LHS >u RHS.
1851           case ICmpInst::ICMP_UGT:
1852           case ICmpInst::ICMP_UGE:
1853             // Comparison is true iff the LHS <s 0.
1854             if (MaxRecurse)
1855               if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, SrcOp,
1856                                               Constant::getNullValue(SrcTy),
1857                                               TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1858                 return V;
1859             break;
1860           case ICmpInst::ICMP_ULT:
1861           case ICmpInst::ICMP_ULE:
1862             // Comparison is true iff the LHS >=s 0.
1863             if (MaxRecurse)
1864               if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, SrcOp,
1865                                               Constant::getNullValue(SrcTy),
1866                                               TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1867                 return V;
1868             break;
1869           }
1870         }
1871       }
1872     }
1873   }
1874
1875   // Special logic for binary operators.
1876   BinaryOperator *LBO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
1877   BinaryOperator *RBO = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
1878   if (MaxRecurse && (LBO || RBO)) {
1879     // Analyze the case when either LHS or RHS is an add instruction.
1880     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
1881     // LHS = A + B (or A and B are null); RHS = C + D (or C and D are null).
1882     bool NoLHSWrapProblem = false, NoRHSWrapProblem = false;
1883     if (LBO && LBO->getOpcode() == Instruction::Add) {
1884       A = LBO->getOperand(0); B = LBO->getOperand(1);
1885       NoLHSWrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
1886         (CmpInst::isUnsigned(Pred) && LBO->hasNoUnsignedWrap()) ||
1887         (CmpInst::isSigned(Pred) && LBO->hasNoSignedWrap());
1888     }
1889     if (RBO && RBO->getOpcode() == Instruction::Add) {
1890       C = RBO->getOperand(0); D = RBO->getOperand(1);
1891       NoRHSWrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
1892         (CmpInst::isUnsigned(Pred) && RBO->hasNoUnsignedWrap()) ||
1893         (CmpInst::isSigned(Pred) && RBO->hasNoSignedWrap());
1894     }
1895
1896     // icmp (X+Y), X -> icmp Y, 0 for equalities or if there is no overflow.
1897     if ((A == RHS || B == RHS) && NoLHSWrapProblem)
1898       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, A == RHS ? B : A,
1899                                       Constant::getNullValue(RHS->getType()),
1900                                       TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1901         return V;
1902
1903     // icmp X, (X+Y) -> icmp 0, Y for equalities or if there is no overflow.
1904     if ((C == LHS || D == LHS) && NoRHSWrapProblem)
1905       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred,
1906                                       Constant::getNullValue(LHS->getType()),
1907                                       C == LHS ? D : C, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1908         return V;
1909
1910     // icmp (X+Y), (X+Z) -> icmp Y,Z for equalities or if there is no overflow.
1911     if (A && C && (A == C || A == D || B == C || B == D) &&
1912         NoLHSWrapProblem && NoRHSWrapProblem) {
1913       // Determine Y and Z in the form icmp (X+Y), (X+Z).
1914       Value *Y = (A == C || A == D) ? B : A;
1915       Value *Z = (C == A || C == B) ? D : C;
1916       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, Y, Z, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
1917         return V;
1918     }
1919   }
1920
1921   if (LBO && match(LBO, m_URem(m_Value(), m_Specific(RHS)))) {
1922     bool KnownNonNegative, KnownNegative;
1923     switch (Pred) {
1924     default:
1925       break;
1926     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1927     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1928       ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, TD);
1929       if (!KnownNonNegative)
1930         break;
1931       // fall-through
1932     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1933     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1934     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1935       return getFalse(ITy);
1936     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1937     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1938       ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, TD);
1939       if (!KnownNonNegative)
1940         break;
1941       // fall-through
1942     case ICmpInst::ICMP_NE:
1943     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1944     case ICmpInst::ICMP_ULE:
1945       return getTrue(ITy);
1946     }
1947   }
1948   if (RBO && match(RBO, m_URem(m_Value(), m_Specific(LHS)))) {
1949     bool KnownNonNegative, KnownNegative;
1950     switch (Pred) {
1951     default:
1952       break;
1953     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1954     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1955       ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, TD);
1956       if (!KnownNonNegative)
1957         break;
1958       // fall-through
1959     case ICmpInst::ICMP_NE:
1960     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1961     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1962       return getTrue(ITy);
1963     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1964     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1965       ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, TD);
1966       if (!KnownNonNegative)
1967         break;
1968       // fall-through
1969     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1970     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1971     case ICmpInst::ICMP_ULE:
1972       return getFalse(ITy);
1973     }
1974   }
1975
1976   // x udiv y <=u x.
1977   if (LBO && match(LBO, m_UDiv(m_Specific(RHS), m_Value()))) {
1978     // icmp pred (X /u Y), X
1979     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
1980       return getFalse(ITy);
1981     if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
1982       return getTrue(ITy);
1983   }
1984
1985   if (MaxRecurse && LBO && RBO && LBO->getOpcode() == RBO->getOpcode() &&
1986       LBO->getOperand(1) == RBO->getOperand(1)) {
1987     switch (LBO->getOpcode()) {
1988     default: break;
1989     case Instruction::UDiv:
1990     case Instruction::LShr:
1991       if (ICmpInst::isSigned(Pred))
1992         break;
1993       // fall-through
1994     case Instruction::SDiv:
1995     case Instruction::AShr:
1996       if (!LBO->isExact() || !RBO->isExact())
1997         break;
1998       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, LBO->getOperand(0),
1999                                       RBO->getOperand(0), TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
2000         return V;
2001       break;
2002     case Instruction::Shl: {
2003       bool NUW = LBO->hasNoUnsignedWrap() && RBO->hasNoUnsignedWrap();
2004       bool NSW = LBO->hasNoSignedWrap() && RBO->hasNoSignedWrap();
2005       if (!NUW && !NSW)
2006         break;
2007       if (!NSW && ICmpInst::isSigned(Pred))
2008         break;
2009       if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, LBO->getOperand(0),
2010                                       RBO->getOperand(0), TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
2011         return V;
2012       break;
2013     }
2014     }
2015   }
2016
2017   // Simplify comparisons involving max/min.
2018   Value *A, *B;
2019   CmpInst::Predicate P = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
2020   CmpInst::Predicate EqP; // Chosen so that "A == max/min(A,B)" iff "A EqP B".
2021
2022   // Signed variants on "max(a,b)>=a -> true".
2023   if (match(LHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) && (A == RHS || B == RHS)) {
2024     if (A != RHS) std::swap(A, B); // smax(A, B) pred A.
2025     EqP = CmpInst::ICMP_SGE; // "A == smax(A, B)" iff "A sge B".
2026     // We analyze this as smax(A, B) pred A.
2027     P = Pred;
2028   } else if (match(RHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2029              (A == LHS || B == LHS)) {
2030     if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred smax(A, B).
2031     EqP = CmpInst::ICMP_SGE; // "A == smax(A, B)" iff "A sge B".
2032     // We analyze this as smax(A, B) swapped-pred A.
2033     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2034   } else if (match(LHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2035              (A == RHS || B == RHS)) {
2036     if (A != RHS) std::swap(A, B); // smin(A, B) pred A.
2037     EqP = CmpInst::ICMP_SLE; // "A == smin(A, B)" iff "A sle B".
2038     // We analyze this as smax(-A, -B) swapped-pred -A.
2039     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2040     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2041   } else if (match(RHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2042              (A == LHS || B == LHS)) {
2043     if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred smin(A, B).
2044     EqP = CmpInst::ICMP_SLE; // "A == smin(A, B)" iff "A sle B".
2045     // We analyze this as smax(-A, -B) pred -A.
2046     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2047     P = Pred;
2048   }
2049   if (P != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
2050     // Cases correspond to "max(A, B) p A".
2051     switch (P) {
2052     default:
2053       break;
2054     case CmpInst::ICMP_EQ:
2055     case CmpInst::ICMP_SLE:
2056       // Equivalent to "A EqP B".  This may be the same as the condition tested
2057       // in the max/min; if so, we can just return that.
2058       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, EqP, A, B))
2059         return V;
2060       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, EqP, A, B))
2061         return V;
2062       // Otherwise, see if "A EqP B" simplifies.
2063       if (MaxRecurse)
2064         if (Value *V = SimplifyICmpInst(EqP, A, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
2065           return V;
2066       break;
2067     case CmpInst::ICMP_NE:
2068     case CmpInst::ICMP_SGT: {
2069       CmpInst::Predicate InvEqP = CmpInst::getInversePredicate(EqP);
2070       // Equivalent to "A InvEqP B".  This may be the same as the condition
2071       // tested in the max/min; if so, we can just return that.
2072       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, InvEqP, A, B))
2073         return V;
2074       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, InvEqP, A, B))
2075         return V;
2076       // Otherwise, see if "A InvEqP B" simplifies.
2077       if (MaxRecurse)
2078         if (Value *V = SimplifyICmpInst(InvEqP, A, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
2079           return V;
2080       break;
2081     }
2082     case CmpInst::ICMP_SGE:
2083       // Always true.
2084       return getTrue(ITy);
2085     case CmpInst::ICMP_SLT:
2086       // Always false.
2087       return getFalse(ITy);
2088     }
2089   }
2090
2091   // Unsigned variants on "max(a,b)>=a -> true".
2092   P = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
2093   if (match(LHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) && (A == RHS || B == RHS)) {
2094     if (A != RHS) std::swap(A, B); // umax(A, B) pred A.
2095     EqP = CmpInst::ICMP_UGE; // "A == umax(A, B)" iff "A uge B".
2096     // We analyze this as umax(A, B) pred A.
2097     P = Pred;
2098   } else if (match(RHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2099              (A == LHS || B == LHS)) {
2100     if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred umax(A, B).
2101     EqP = CmpInst::ICMP_UGE; // "A == umax(A, B)" iff "A uge B".
2102     // We analyze this as umax(A, B) swapped-pred A.
2103     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2104   } else if (match(LHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2105              (A == RHS || B == RHS)) {
2106     if (A != RHS) std::swap(A, B); // umin(A, B) pred A.
2107     EqP = CmpInst::ICMP_ULE; // "A == umin(A, B)" iff "A ule B".
2108     // We analyze this as umax(-A, -B) swapped-pred -A.
2109     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2110     P = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2111   } else if (match(RHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2112              (A == LHS || B == LHS)) {
2113     if (A != LHS) std::swap(A, B); // A pred umin(A, B).
2114     EqP = CmpInst::ICMP_ULE; // "A == umin(A, B)" iff "A ule B".
2115     // We analyze this as umax(-A, -B) pred -A.
2116     // Note that we do not need to actually form -A or -B thanks to EqP.
2117     P = Pred;
2118   }
2119   if (P != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
2120     // Cases correspond to "max(A, B) p A".
2121     switch (P) {
2122     default:
2123       break;
2124     case CmpInst::ICMP_EQ:
2125     case CmpInst::ICMP_ULE:
2126       // Equivalent to "A EqP B".  This may be the same as the condition tested
2127       // in the max/min; if so, we can just return that.
2128       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, EqP, A, B))
2129         return V;
2130       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, EqP, A, B))
2131         return V;
2132       // Otherwise, see if "A EqP B" simplifies.
2133       if (MaxRecurse)
2134         if (Value *V = SimplifyICmpInst(EqP, A, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
2135           return V;
2136       break;
2137     case CmpInst::ICMP_NE:
2138     case CmpInst::ICMP_UGT: {
2139       CmpInst::Predicate InvEqP = CmpInst::getInversePredicate(EqP);
2140       // Equivalent to "A InvEqP B".  This may be the same as the condition
2141       // tested in the max/min; if so, we can just return that.
2142       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(LHS, InvEqP, A, B))
2143         return V;
2144       if (Value *V = ExtractEquivalentCondition(RHS, InvEqP, A, B))
2145         return V;
2146       // Otherwise, see if "A InvEqP B" simplifies.
2147       if (MaxRecurse)
2148         if (Value *V = SimplifyICmpInst(InvEqP, A, B, TD, TLI, DT, MaxRecurse-1))
2149           return V;
2150       break;
2151     }
2152     case CmpInst::ICMP_UGE:
2153       // Always true.
2154       return getTrue(ITy);
2155     case CmpInst::ICMP_ULT:
2156       // Always false.
2157       return getFalse(ITy);
2158     }
2159   }
2160
2161   // Variants on "max(x,y) >= min(x,z)".
2162   Value *C, *D;
2163   if (match(LHS, m_SMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2164       match(RHS, m_SMin(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2165       (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2166     // max(x, ?) pred min(x, ?).
2167     if (Pred == CmpInst::ICMP_SGE)
2168       // Always true.
2169       return getTrue(ITy);
2170     if (Pred == CmpInst::ICMP_SLT)
2171       // Always false.
2172       return getFalse(ITy);
2173   } else if (match(LHS, m_SMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2174              match(RHS, m_SMax(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2175              (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2176     // min(x, ?) pred max(x, ?).
2177     if (Pred == CmpInst::ICMP_SLE)
2178       // Always true.
2179       return getTrue(ITy);
2180     if (Pred == CmpInst::ICMP_SGT)
2181       // Always false.
2182       return getFalse(ITy);
2183   } else if (match(LHS, m_UMax(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2184              match(RHS, m_UMin(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2185              (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2186     // max(x, ?) pred min(x, ?).
2187     if (Pred == CmpInst::ICMP_UGE)
2188       // Always true.
2189       return getTrue(ITy);
2190     if (Pred == CmpInst::ICMP_ULT)
2191       // Always false.
2192       return getFalse(ITy);
2193   } else if (match(LHS, m_UMin(m_Value(A), m_Value(B))) &&
2194              match(RHS, m_UMax(m_Value(C), m_Value(D))) &&
2195              (A == C || A == D || B == C || B == D)) {
2196     // min(x, ?) pred max(x, ?).
2197     if (Pred == CmpInst::ICMP_ULE)
2198       // Always true.
2199       return getTrue(ITy);
2200     if (Pred == CmpInst::ICMP_UGT)
2201       // Always false.
2202       return getFalse(ITy);
2203   }
2204
2205   // If the comparison is with the result of a select instruction, check whether
2206   // comparing with either branch of the select always yields the same value.
2207   if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
2208     if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
2209       return V;
2210
2211   // If the comparison is with the result of a phi instruction, check whether
2212   // doing the compare with each incoming phi value yields a common result.
2213   if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
2214     if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
2215       return V;
2216
2217   return 0;
2218 }
2219
2220 Value *llvm::SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2221                               const TargetData *TD,
2222                               const TargetLibraryInfo *TLI,
2223                               const DominatorTree *DT) {
2224   return ::SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
2225 }
2226
2227 /// SimplifyFCmpInst - Given operands for an FCmpInst, see if we can
2228 /// fold the result.  If not, this returns null.
2229 static Value *SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2230                                const TargetData *TD,
2231                                const TargetLibraryInfo *TLI,
2232                                const DominatorTree *DT,
2233                                unsigned MaxRecurse) {
2234   CmpInst::Predicate Pred = (CmpInst::Predicate)Predicate;
2235   assert(CmpInst::isFPPredicate(Pred) && "Not an FP compare!");
2236
2237   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS)) {
2238     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS))
2239       return ConstantFoldCompareInstOperands(Pred, CLHS, CRHS, TD, TLI);
2240
2241     // If we have a constant, make sure it is on the RHS.
2242     std::swap(LHS, RHS);
2243     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
2244   }
2245
2246   // Fold trivial predicates.
2247   if (Pred == FCmpInst::FCMP_FALSE)
2248     return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 0);
2249   if (Pred == FCmpInst::FCMP_TRUE)
2250     return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 1);
2251
2252   if (isa<UndefValue>(RHS))                  // fcmp pred X, undef -> undef
2253     return UndefValue::get(GetCompareTy(LHS));
2254
2255   // fcmp x,x -> true/false.  Not all compares are foldable.
2256   if (LHS == RHS) {
2257     if (CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred))
2258       return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 1);
2259     if (CmpInst::isFalseWhenEqual(Pred))
2260       return ConstantInt::get(GetCompareTy(LHS), 0);
2261   }
2262
2263   // Handle fcmp with constant RHS
2264   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2265     // If the constant is a nan, see if we can fold the comparison based on it.
2266     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
2267       if (CFP->getValueAPF().isNaN()) {
2268         if (FCmpInst::isOrdered(Pred))   // True "if ordered and foo"
2269           return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
2270         assert(FCmpInst::isUnordered(Pred) &&
2271                "Comparison must be either ordered or unordered!");
2272         // True if unordered.
2273         return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
2274       }
2275       // Check whether the constant is an infinity.
2276       if (CFP->getValueAPF().isInfinity()) {
2277         if (CFP->getValueAPF().isNegative()) {
2278           switch (Pred) {
2279           case FCmpInst::FCMP_OLT:
2280             // No value is ordered and less than negative infinity.
2281             return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
2282           case FCmpInst::FCMP_UGE:
2283             // All values are unordered with or at least negative infinity.
2284             return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
2285           default:
2286             break;
2287           }
2288         } else {
2289           switch (Pred) {
2290           case FCmpInst::FCMP_OGT:
2291             // No value is ordered and greater than infinity.
2292             return ConstantInt::getFalse(CFP->getContext());
2293           case FCmpInst::FCMP_ULE:
2294             // All values are unordered with and at most infinity.
2295             return ConstantInt::getTrue(CFP->getContext());
2296           default:
2297             break;
2298           }
2299         }
2300       }
2301     }
2302   }
2303
2304   // If the comparison is with the result of a select instruction, check whether
2305   // comparing with either branch of the select always yields the same value.
2306   if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
2307     if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
2308       return V;
2309
2310   // If the comparison is with the result of a phi instruction, check whether
2311   // doing the compare with each incoming phi value yields a common result.
2312   if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
2313     if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse))
2314       return V;
2315
2316   return 0;
2317 }
2318
2319 Value *llvm::SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2320                               const TargetData *TD,
2321                               const TargetLibraryInfo *TLI,
2322                               const DominatorTree *DT) {
2323   return ::SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
2324 }
2325
2326 /// SimplifySelectInst - Given operands for a SelectInst, see if we can fold
2327 /// the result.  If not, this returns null.
2328 Value *llvm::SimplifySelectInst(Value *CondVal, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
2329                                 const TargetData *TD, const DominatorTree *) {
2330   // select true, X, Y  -> X
2331   // select false, X, Y -> Y
2332   if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
2333     return CB->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal;
2334
2335   // select C, X, X -> X
2336   if (TrueVal == FalseVal)
2337     return TrueVal;
2338
2339   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
2340     if (isa<Constant>(TrueVal))
2341       return TrueVal;
2342     return FalseVal;
2343   }
2344   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
2345     return FalseVal;
2346   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
2347     return TrueVal;
2348
2349   return 0;
2350 }
2351
2352 /// SimplifyGEPInst - Given operands for an GetElementPtrInst, see if we can
2353 /// fold the result.  If not, this returns null.
2354 Value *llvm::SimplifyGEPInst(ArrayRef<Value *> Ops, const TargetData *TD,
2355                              const DominatorTree *) {
2356   // The type of the GEP pointer operand.
2357   PointerType *PtrTy = dyn_cast<PointerType>(Ops[0]->getType());
2358   // The GEP pointer operand is not a pointer, it's a vector of pointers.
2359   if (!PtrTy)
2360     return 0;
2361
2362   // getelementptr P -> P.
2363   if (Ops.size() == 1)
2364     return Ops[0];
2365
2366   if (isa<UndefValue>(Ops[0])) {
2367     // Compute the (pointer) type returned by the GEP instruction.
2368     Type *LastType = GetElementPtrInst::getIndexedType(PtrTy, Ops.slice(1));
2369     Type *GEPTy = PointerType::get(LastType, PtrTy->getAddressSpace());
2370     return UndefValue::get(GEPTy);
2371   }
2372
2373   if (Ops.size() == 2) {
2374     // getelementptr P, 0 -> P.
2375     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Ops[1]))
2376       if (C->isZero())
2377         return Ops[0];
2378     // getelementptr P, N -> P if P points to a type of zero size.
2379     if (TD) {
2380       Type *Ty = PtrTy->getElementType();
2381       if (Ty->isSized() && TD->getTypeAllocSize(Ty) == 0)
2382         return Ops[0];
2383     }
2384   }
2385
2386   // Check to see if this is constant foldable.
2387   for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i)
2388     if (!isa<Constant>(Ops[i]))
2389       return 0;
2390
2391   return ConstantExpr::getGetElementPtr(cast<Constant>(Ops[0]), Ops.slice(1));
2392 }
2393
2394 /// SimplifyInsertValueInst - Given operands for an InsertValueInst, see if we
2395 /// can fold the result.  If not, this returns null.
2396 Value *llvm::SimplifyInsertValueInst(Value *Agg, Value *Val,
2397                                      ArrayRef<unsigned> Idxs,
2398                                      const TargetData *,
2399                                      const DominatorTree *) {
2400   if (Constant *CAgg = dyn_cast<Constant>(Agg))
2401     if (Constant *CVal = dyn_cast<Constant>(Val))
2402       return ConstantFoldInsertValueInstruction(CAgg, CVal, Idxs);
2403
2404   // insertvalue x, undef, n -> x
2405   if (match(Val, m_Undef()))
2406     return Agg;
2407
2408   // insertvalue x, (extractvalue y, n), n
2409   if (ExtractValueInst *EV = dyn_cast<ExtractValueInst>(Val))
2410     if (EV->getAggregateOperand()->getType() == Agg->getType() &&
2411         EV->getIndices() == Idxs) {
2412       // insertvalue undef, (extractvalue y, n), n -> y
2413       if (match(Agg, m_Undef()))
2414         return EV->getAggregateOperand();
2415
2416       // insertvalue y, (extractvalue y, n), n -> y
2417       if (Agg == EV->getAggregateOperand())
2418         return Agg;
2419     }
2420
2421   return 0;
2422 }
2423
2424 /// SimplifyPHINode - See if we can fold the given phi.  If not, returns null.
2425 static Value *SimplifyPHINode(PHINode *PN, const DominatorTree *DT) {
2426   // If all of the PHI's incoming values are the same then replace the PHI node
2427   // with the common value.
2428   Value *CommonValue = 0;
2429   bool HasUndefInput = false;
2430   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
2431     Value *Incoming = PN->getIncomingValue(i);
2432     // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
2433     if (Incoming == PN) continue;
2434     if (isa<UndefValue>(Incoming)) {
2435       // Remember that we saw an undef value, but otherwise ignore them.
2436       HasUndefInput = true;
2437       continue;
2438     }
2439     if (CommonValue && Incoming != CommonValue)
2440       return 0;  // Not the same, bail out.
2441     CommonValue = Incoming;
2442   }
2443
2444   // If CommonValue is null then all of the incoming values were either undef or
2445   // equal to the phi node itself.
2446   if (!CommonValue)
2447     return UndefValue::get(PN->getType());
2448
2449   // If we have a PHI node like phi(X, undef, X), where X is defined by some
2450   // instruction, we cannot return X as the result of the PHI node unless it
2451   // dominates the PHI block.
2452   if (HasUndefInput)
2453     return ValueDominatesPHI(CommonValue, PN, DT) ? CommonValue : 0;
2454
2455   return CommonValue;
2456 }
2457
2458 //=== Helper functions for higher up the class hierarchy.
2459
2460 /// SimplifyBinOp - Given operands for a BinaryOperator, see if we can
2461 /// fold the result.  If not, this returns null.
2462 static Value *SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
2463                             const TargetData *TD, 
2464                             const TargetLibraryInfo *TLI,
2465                             const DominatorTree *DT,
2466                             unsigned MaxRecurse) {
2467   switch (Opcode) {
2468   case Instruction::Add:
2469     return SimplifyAddInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
2470                            TD, TLI, DT, MaxRecurse);
2471   case Instruction::Sub:
2472     return SimplifySubInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
2473                            TD, TLI, DT, MaxRecurse);
2474   case Instruction::Mul:  return SimplifyMulInst (LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2475                                                   MaxRecurse);
2476   case Instruction::SDiv: return SimplifySDivInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2477                                                   MaxRecurse);
2478   case Instruction::UDiv: return SimplifyUDivInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2479                                                   MaxRecurse);
2480   case Instruction::FDiv: return SimplifyFDivInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2481                                                   MaxRecurse);
2482   case Instruction::SRem: return SimplifySRemInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2483                                                   MaxRecurse);
2484   case Instruction::URem: return SimplifyURemInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2485                                                   MaxRecurse);
2486   case Instruction::FRem: return SimplifyFRemInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2487                                                   MaxRecurse);
2488   case Instruction::Shl:
2489     return SimplifyShlInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
2490                            TD, TLI, DT, MaxRecurse);
2491   case Instruction::LShr:
2492     return SimplifyLShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, TD, TLI, DT,
2493                             MaxRecurse);
2494   case Instruction::AShr:
2495     return SimplifyAShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, TD, TLI, DT,
2496                             MaxRecurse);
2497   case Instruction::And: return SimplifyAndInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2498                                                 MaxRecurse);
2499   case Instruction::Or:  return SimplifyOrInst (LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2500                                                 MaxRecurse);
2501   case Instruction::Xor: return SimplifyXorInst(LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2502                                                 MaxRecurse);
2503   default:
2504     if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS))
2505       if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2506         Constant *COps[] = {CLHS, CRHS};
2507         return ConstantFoldInstOperands(Opcode, LHS->getType(), COps, TD, TLI);
2508       }
2509
2510     // If the operation is associative, try some generic simplifications.
2511     if (Instruction::isAssociative(Opcode))
2512       if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Opcode, LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2513                                               MaxRecurse))
2514         return V;
2515
2516     // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
2517     // operating on either branch of the select always yields the same value.
2518     if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
2519       if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2520                                            MaxRecurse))
2521         return V;
2522
2523     // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
2524     // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
2525     if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
2526       if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, LHS, RHS, TD, TLI, DT,
2527                                         MaxRecurse))
2528         return V;
2529
2530     return 0;
2531   }
2532 }
2533
2534 Value *llvm::SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
2535                            const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
2536                            const DominatorTree *DT) {
2537   return ::SimplifyBinOp(Opcode, LHS, RHS, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
2538 }
2539
2540 /// SimplifyCmpInst - Given operands for a CmpInst, see if we can
2541 /// fold the result.
2542 static Value *SimplifyCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2543                               const TargetData *TD,
2544                               const TargetLibraryInfo *TLI,
2545                               const DominatorTree *DT,
2546                               unsigned MaxRecurse) {
2547   if (CmpInst::isIntPredicate((CmpInst::Predicate)Predicate))
2548     return SimplifyICmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
2549   return SimplifyFCmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, TLI, DT, MaxRecurse);
2550 }
2551
2552 Value *llvm::SimplifyCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
2553                              const TargetData *TD, const TargetLibraryInfo *TLI,
2554                              const DominatorTree *DT) {
2555   return ::SimplifyCmpInst(Predicate, LHS, RHS, TD, TLI, DT, RecursionLimit);
2556 }
2557
2558 static Value *SimplifyCallInst(CallInst *CI) {
2559   // call undef -> undef
2560   if (isa<UndefValue>(CI->getCalledValue()))
2561     return UndefValue::get(CI->getType());
2562
2563   return 0;
2564 }
2565
2566 /// SimplifyInstruction - See if we can compute a simplified version of this
2567 /// instruction.  If not, this returns null.
2568 Value *llvm::SimplifyInstruction(Instruction *I, const TargetData *TD,
2569                                  const TargetLibraryInfo *TLI,
2570                                  const DominatorTree *DT) {
2571   Value *Result;
2572
2573   switch (I->getOpcode()) {
2574   default:
2575     Result = ConstantFoldInstruction(I, TD, TLI);
2576     break;
2577   case Instruction::Add:
2578     Result = SimplifyAddInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
2579                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
2580                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
2581                              TD, TLI, DT);
2582     break;
2583   case Instruction::Sub:
2584     Result = SimplifySubInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
2585                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
2586                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
2587                              TD, TLI, DT);
2588     break;
2589   case Instruction::Mul:
2590     Result = SimplifyMulInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2591     break;
2592   case Instruction::SDiv:
2593     Result = SimplifySDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2594     break;
2595   case Instruction::UDiv:
2596     Result = SimplifyUDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2597     break;
2598   case Instruction::FDiv:
2599     Result = SimplifyFDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2600     break;
2601   case Instruction::SRem:
2602     Result = SimplifySRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2603     break;
2604   case Instruction::URem:
2605     Result = SimplifyURemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2606     break;
2607   case Instruction::FRem:
2608     Result = SimplifyFRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2609     break;
2610   case Instruction::Shl:
2611     Result = SimplifyShlInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
2612                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
2613                              cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
2614                              TD, TLI, DT);
2615     break;
2616   case Instruction::LShr:
2617     Result = SimplifyLShrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
2618                               cast<BinaryOperator>(I)->isExact(),
2619                               TD, TLI, DT);
2620     break;
2621   case Instruction::AShr:
2622     Result = SimplifyAShrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
2623                               cast<BinaryOperator>(I)->isExact(),
2624                               TD, TLI, DT);
2625     break;
2626   case Instruction::And:
2627     Result = SimplifyAndInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2628     break;
2629   case Instruction::Or:
2630     Result = SimplifyOrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2631     break;
2632   case Instruction::Xor:
2633     Result = SimplifyXorInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2634     break;
2635   case Instruction::ICmp:
2636     Result = SimplifyICmpInst(cast<ICmpInst>(I)->getPredicate(),
2637                               I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2638     break;
2639   case Instruction::FCmp:
2640     Result = SimplifyFCmpInst(cast<FCmpInst>(I)->getPredicate(),
2641                               I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, TLI, DT);
2642     break;
2643   case Instruction::Select:
2644     Result = SimplifySelectInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
2645                                 I->getOperand(2), TD, DT);
2646     break;
2647   case Instruction::GetElementPtr: {
2648     SmallVector<Value*, 8> Ops(I->op_begin(), I->op_end());
2649     Result = SimplifyGEPInst(Ops, TD, DT);
2650     break;
2651   }
2652   case Instruction::InsertValue: {
2653     InsertValueInst *IV = cast<InsertValueInst>(I);
2654     Result = SimplifyInsertValueInst(IV->getAggregateOperand(),
2655                                      IV->getInsertedValueOperand(),
2656                                      IV->getIndices(), TD, DT);
2657     break;
2658   }
2659   case Instruction::PHI:
2660     Result = SimplifyPHINode(cast<PHINode>(I), DT);
2661     break;
2662   case Instruction::Call:
2663     Result = SimplifyCallInst(cast<CallInst>(I));
2664     break;
2665   }
2666
2667   /// If called on unreachable code, the above logic may report that the
2668   /// instruction simplified to itself.  Make life easier for users by
2669   /// detecting that case here, returning a safe value instead.
2670   return Result == I ? UndefValue::get(I->getType()) : Result;
2671 }
2672
2673 /// ReplaceAndSimplifyAllUses - Perform From->replaceAllUsesWith(To) and then
2674 /// delete the From instruction.  In addition to a basic RAUW, this does a
2675 /// recursive simplification of the newly formed instructions.  This catches
2676 /// things where one simplification exposes other opportunities.  This only
2677 /// simplifies and deletes scalar operations, it does not change the CFG.
2678 ///
2679 void llvm::ReplaceAndSimplifyAllUses(Instruction *From, Value *To,
2680                                      const TargetData *TD,
2681                                      const TargetLibraryInfo *TLI,
2682                                      const DominatorTree *DT) {
2683   assert(From != To && "ReplaceAndSimplifyAllUses(X,X) is not valid!");
2684
2685   // FromHandle/ToHandle - This keeps a WeakVH on the from/to values so that
2686   // we can know if it gets deleted out from under us or replaced in a
2687   // recursive simplification.
2688   WeakVH FromHandle(From);
2689   WeakVH ToHandle(To);
2690
2691   while (!From->use_empty()) {
2692     // Update the instruction to use the new value.
2693     Use &TheUse = From->use_begin().getUse();
2694     Instruction *User = cast<Instruction>(TheUse.getUser());
2695     TheUse = To;
2696
2697     // Check to see if the instruction can be folded due to the operand
2698     // replacement.  For example changing (or X, Y) into (or X, -1) can replace
2699     // the 'or' with -1.
2700     Value *SimplifiedVal;
2701     {
2702       // Sanity check to make sure 'User' doesn't dangle across
2703       // SimplifyInstruction.
2704       AssertingVH<> UserHandle(User);
2705
2706       SimplifiedVal = SimplifyInstruction(User, TD, TLI, DT);
2707       if (SimplifiedVal == 0) continue;
2708     }
2709
2710     // Recursively simplify this user to the new value.
2711     ReplaceAndSimplifyAllUses(User, SimplifiedVal, TD, TLI, DT);
2712     From = dyn_cast_or_null<Instruction>((Value*)FromHandle);
2713     To = ToHandle;
2714
2715     assert(ToHandle && "To value deleted by recursive simplification?");
2716
2717     // If the recursive simplification ended up revisiting and deleting
2718     // 'From' then we're done.
2719     if (From == 0)
2720       return;
2721   }
2722
2723   // If 'From' has value handles referring to it, do a real RAUW to update them.
2724   From->replaceAllUsesWith(To);
2725
2726   From->eraseFromParent();
2727 }