fix regressions from my previous checking, including
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
11 // instructions.  This pass does not modify the CFG This pass is where algebraic
12 // simplification happens.
13 //
14 // This pass combines things like:
15 //    %Y = add i32 %X, 1
16 //    %Z = add i32 %Y, 1
17 // into:
18 //    %Z = add i32 %X, 2
19 //
20 // This is a simple worklist driven algorithm.
21 //
22 // This pass guarantees that the following canonicalizations are performed on
23 // the program:
24 //    1. If a binary operator has a constant operand, it is moved to the RHS
25 //    2. Bitwise operators with constant operands are always grouped so that
26 //       shifts are performed first, then or's, then and's, then xor's.
27 //    3. Compare instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
28 //    4. All cmp instructions on boolean values are replaced with logical ops
29 //    5. add X, X is represented as (X*2) => (X << 1)
30 //    6. Multiplies with a power-of-two constant argument are transformed into
31 //       shifts.
32 //   ... etc.
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
37 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
38 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
39 #include "llvm/Pass.h"
40 #include "llvm/DerivedTypes.h"
41 #include "llvm/GlobalVariable.h"
42 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
43 #include "llvm/Target/TargetData.h"
44 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
45 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
46 #include "llvm/Support/CallSite.h"
47 #include "llvm/Support/Debug.h"
48 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
49 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
50 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
51 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
52 #include "llvm/Support/Compiler.h"
53 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
54 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
55 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
56 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
57 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
58 #include <algorithm>
59 #include <sstream>
60 using namespace llvm;
61 using namespace llvm::PatternMatch;
62
63 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
64 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
65 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
66 STATISTIC(NumDeadStore, "Number of dead stores eliminated");
67 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
68
69 namespace {
70   class VISIBILITY_HIDDEN InstCombiner
71     : public FunctionPass,
72       public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
73     // Worklist of all of the instructions that need to be simplified.
74     std::vector<Instruction*> Worklist;
75     DenseMap<Instruction*, unsigned> WorklistMap;
76     TargetData *TD;
77     bool MustPreserveLCSSA;
78   public:
79     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
80     InstCombiner() : FunctionPass((intptr_t)&ID) {}
81
82     /// AddToWorkList - Add the specified instruction to the worklist if it
83     /// isn't already in it.
84     void AddToWorkList(Instruction *I) {
85       if (WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size())))
86         Worklist.push_back(I);
87     }
88     
89     // RemoveFromWorkList - remove I from the worklist if it exists.
90     void RemoveFromWorkList(Instruction *I) {
91       DenseMap<Instruction*, unsigned>::iterator It = WorklistMap.find(I);
92       if (It == WorklistMap.end()) return; // Not in worklist.
93       
94       // Don't bother moving everything down, just null out the slot.
95       Worklist[It->second] = 0;
96       
97       WorklistMap.erase(It);
98     }
99     
100     Instruction *RemoveOneFromWorkList() {
101       Instruction *I = Worklist.back();
102       Worklist.pop_back();
103       WorklistMap.erase(I);
104       return I;
105     }
106
107     
108     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
109     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
110     /// now.
111     ///
112     void AddUsersToWorkList(Value &I) {
113       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
114            UI != UE; ++UI)
115         AddToWorkList(cast<Instruction>(*UI));
116     }
117
118     /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
119     /// the work lists because they might get more simplified now.
120     ///
121     void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
122       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
123         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i)))
124           AddToWorkList(Op);
125     }
126     
127     /// AddSoonDeadInstToWorklist - The specified instruction is about to become
128     /// dead.  Add all of its operands to the worklist, turning them into
129     /// undef's to reduce the number of uses of those instructions.
130     ///
131     /// Return the specified operand before it is turned into an undef.
132     ///
133     Value *AddSoonDeadInstToWorklist(Instruction &I, unsigned op) {
134       Value *R = I.getOperand(op);
135       
136       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
137         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i))) {
138           AddToWorkList(Op);
139           // Set the operand to undef to drop the use.
140           I.setOperand(i, UndefValue::get(Op->getType()));
141         }
142       
143       return R;
144     }
145
146   public:
147     virtual bool runOnFunction(Function &F);
148     
149     bool DoOneIteration(Function &F, unsigned ItNum);
150
151     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
152       AU.addRequired<TargetData>();
153       AU.addPreservedID(LCSSAID);
154       AU.setPreservesCFG();
155     }
156
157     TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
158
159     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
160     // instruction types.  The semantics are as follows:
161     // Return Value:
162     //    null        - No change was made
163     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
164     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
165     //
166     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
167     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
168     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
169     Instruction *visitURem(BinaryOperator &I);
170     Instruction *visitSRem(BinaryOperator &I);
171     Instruction *visitFRem(BinaryOperator &I);
172     Instruction *commonRemTransforms(BinaryOperator &I);
173     Instruction *commonIRemTransforms(BinaryOperator &I);
174     Instruction *commonDivTransforms(BinaryOperator &I);
175     Instruction *commonIDivTransforms(BinaryOperator &I);
176     Instruction *visitUDiv(BinaryOperator &I);
177     Instruction *visitSDiv(BinaryOperator &I);
178     Instruction *visitFDiv(BinaryOperator &I);
179     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
180     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
181     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
182     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
183     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
184     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
185     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
186     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
187     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
188     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
189     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
190                                                 Instruction *LHS,
191                                                 ConstantInt *RHS);
192
193     Instruction *FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
194                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
195     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
196                                      BinaryOperator &I);
197     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
198     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
199     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
200     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
201     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
202     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
203     Instruction *visitFPTrunc(CastInst &CI);
204     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
205     Instruction *visitFPToUI(CastInst &CI);
206     Instruction *visitFPToSI(CastInst &CI);
207     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
208     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
209     Instruction *visitPtrToInt(CastInst &CI);
210     Instruction *visitIntToPtr(CastInst &CI);
211     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
212     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
213                                 Instruction *FI);
214     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &CI);
215     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
216     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
217     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
218     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
219     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
220     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
221     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
222     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
223     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
224     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
225     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
226     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
227     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
228
229     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
230     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
231
232   private:
233     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
234     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
235
236   public:
237     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
238     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
239     //
240     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
241       assert(New && New->getParent() == 0 &&
242              "New instruction already inserted into a basic block!");
243       BasicBlock *BB = Old.getParent();
244       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
245       AddToWorkList(New);
246       return New;
247     }
248
249     /// InsertCastBefore - Insert a cast of V to TY before the instruction POS.
250     /// This also adds the cast to the worklist.  Finally, this returns the
251     /// cast.
252     Value *InsertCastBefore(Instruction::CastOps opc, Value *V, const Type *Ty,
253                             Instruction &Pos) {
254       if (V->getType() == Ty) return V;
255
256       if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V))
257         return ConstantExpr::getCast(opc, CV, Ty);
258       
259       Instruction *C = CastInst::create(opc, V, Ty, V->getName(), &Pos);
260       AddToWorkList(C);
261       return C;
262     }
263
264     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
265     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
266     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
267     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
268     // modified.
269     //
270     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
271       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
272       if (&I != V) {
273         I.replaceAllUsesWith(V);
274         return &I;
275       } else {
276         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
277         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
278         I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
279         return &I;
280       }
281     }
282
283     // UpdateValueUsesWith - This method is to be used when an value is
284     // found to be replacable with another preexisting expression or was
285     // updated.  Here we add all uses of I to the worklist, replace all uses of
286     // I with the new value (unless the instruction was just updated), then
287     // return true, so that the inst combiner will know that I was modified.
288     //
289     bool UpdateValueUsesWith(Value *Old, Value *New) {
290       AddUsersToWorkList(*Old);         // Add all modified instrs to worklist
291       if (Old != New)
292         Old->replaceAllUsesWith(New);
293       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Old))
294         AddToWorkList(I);
295       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(New))
296         AddToWorkList(I);
297       return true;
298     }
299     
300     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
301     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
302     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
303     // this function.
304     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
305       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
306       AddUsesToWorkList(I);
307       RemoveFromWorkList(&I);
308       I.eraseFromParent();
309       return 0;  // Don't do anything with FI
310     }
311
312   private:
313     /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
314     /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
315     /// casts that are known to not do anything...
316     ///
317     Value *InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
318                                    Value *V, const Type *DestTy,
319                                    Instruction *InsertBefore);
320
321     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
322     /// commutative operators.
323     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
324
325     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
326     /// most-complex to least-complex order.
327     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
328
329     /// SimplifyDemandedBits - Attempts to replace V with a simpler value based
330     /// on the demanded bits.
331     bool SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
332                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
333                               unsigned Depth = 0);
334
335     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
336                                       uint64_t &UndefElts, unsigned Depth = 0);
337       
338     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
339     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
340     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
341     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
342
343     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
344     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
345     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
346     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
347     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
348     
349     
350     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
351                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
352     
353     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
354                               bool isSub, Instruction &I);
355     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
356                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
357     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocationInst &AI);
358     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
359     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
360
361     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
362   };
363
364   char InstCombiner::ID = 0;
365   RegisterPass<InstCombiner> X("instcombine", "Combine redundant instructions");
366 }
367
368 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
369 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
370 static unsigned getComplexity(Value *V) {
371   if (isa<Instruction>(V)) {
372     if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
373       return 3;
374     return 4;
375   }
376   if (isa<Argument>(V)) return 3;
377   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
378 }
379
380 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
381 // it.
382 static bool isOnlyUse(Value *V) {
383   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
384 }
385
386 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
387 // though a va_arg area...
388 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
389   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
390     if (ITy->getBitWidth() < 32)
391       return Type::Int32Ty;
392   } else if (Ty == Type::FloatTy)
393     return Type::DoubleTy;
394   return Ty;
395 }
396
397 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst or a constant 
398 /// expression bitcast,  return the operand value, otherwise return null.
399 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
400   if (BitCastInst *I = dyn_cast<BitCastInst>(V))
401     return I->getOperand(0);
402   else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
403     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
404       return CE->getOperand(0);
405   return 0;
406 }
407
408 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
409 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
410 static Instruction::CastOps 
411 isEliminableCastPair(
412   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
413   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
414   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
415   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
416 ) {
417   
418   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
419   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
420
421   // Get the opcodes of the two Cast instructions
422   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
423   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
424
425   return Instruction::CastOps(
426       CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
427                                      DstTy, TD->getIntPtrType()));
428 }
429
430 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
431 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
432 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
433 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
434                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
435   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
436   
437   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
438   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
439     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD)) 
440       return false;
441   return true;
442 }
443
444 /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
445 /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
446 /// casts that are known to not do anything...
447 ///
448 Value *InstCombiner::InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
449                                              Value *V, const Type *DestTy,
450                                              Instruction *InsertBefore) {
451   if (V->getType() == DestTy) return V;
452   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
453     return ConstantExpr::getCast(opcode, C, DestTy);
454   
455   return InsertCastBefore(opcode, V, DestTy, *InsertBefore);
456 }
457
458 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
459 // operators:
460 //
461 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
462 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
463 //     binary operators.
464 //
465 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
466 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
467 //
468 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
469   bool Changed = false;
470   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
471     Changed = !I.swapOperands();
472
473   if (!I.isAssociative()) return Changed;
474   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
475   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
476     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
477       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
478         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
479                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
480                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
481         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
482         I.setOperand(1, Folded);
483         return true;
484       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
485         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
486             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
487           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
488           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
489
490           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
491           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
492           Instruction *New = BinaryOperator::create(Opcode, Op->getOperand(0),
493                                                     Op1->getOperand(0),
494                                                     Op1->getName(), &I);
495           AddToWorkList(New);
496           I.setOperand(0, New);
497           I.setOperand(1, Folded);
498           return true;
499         }
500     }
501   return Changed;
502 }
503
504 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
505 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
506 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
507 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
508   if (getComplexity(I.getOperand(0)) >= getComplexity(I.getOperand(1)))
509     return false;
510   I.swapOperands();
511   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
512   return true;
513 }
514
515 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
516 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
517 //
518 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
519   if (BinaryOperator::isNeg(V))
520     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
521
522   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
523   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
524     return ConstantExpr::getNeg(C);
525   return 0;
526 }
527
528 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
529   if (BinaryOperator::isNot(V))
530     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
531
532   // Constants can be considered to be not'ed values...
533   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
534     return ConstantInt::get(~C->getValue());
535   return 0;
536 }
537
538 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
539 // other computations (because it has a constant operand), return the
540 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
541 // Otherwise, return null.
542 //
543 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
544   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
545     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
546       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
547         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
548           return I->getOperand(0);
549       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
550         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
551           // The multiplier is really 1 << CST.
552           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
553           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
554           CST = ConstantInt::get(APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
555           return I->getOperand(0);
556         }
557     }
558   return 0;
559 }
560
561 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
562 /// expression, return it.
563 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
564   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
565   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
566     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
567       return cast<User>(V);
568   return false;
569 }
570
571 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
572 static ConstantInt *AddOne(ConstantInt *C) {
573   APInt Val(C->getValue());
574   return ConstantInt::get(++Val);
575 }
576 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
577 static ConstantInt *SubOne(ConstantInt *C) {
578   APInt Val(C->getValue());
579   return ConstantInt::get(--Val);
580 }
581 /// Add - Add two ConstantInts together
582 static ConstantInt *Add(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
583   return ConstantInt::get(C1->getValue() + C2->getValue());
584 }
585 /// And - Bitwise AND two ConstantInts together
586 static ConstantInt *And(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
587   return ConstantInt::get(C1->getValue() & C2->getValue());
588 }
589 /// Subtract - Subtract one ConstantInt from another
590 static ConstantInt *Subtract(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
591   return ConstantInt::get(C1->getValue() - C2->getValue());
592 }
593 /// Multiply - Multiply two ConstantInts together
594 static ConstantInt *Multiply(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
595   return ConstantInt::get(C1->getValue() * C2->getValue());
596 }
597
598 /// ComputeMaskedBits - Determine which of the bits specified in Mask are
599 /// known to be either zero or one and return them in the KnownZero/KnownOne
600 /// bit sets.  This code only analyzes bits in Mask, in order to short-circuit
601 /// processing.
602 /// NOTE: we cannot consider 'undef' to be "IsZero" here.  The problem is that
603 /// we cannot optimize based on the assumption that it is zero without changing
604 /// it to be an explicit zero.  If we don't change it to zero, other code could
605 /// optimized based on the contradictory assumption that it is non-zero.
606 /// Because instcombine aggressively folds operations with undef args anyway,
607 /// this won't lose us code quality.
608 static void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt& KnownZero, 
609                               APInt& KnownOne, unsigned Depth = 0) {
610   assert(V && "No Value?");
611   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
612   uint32_t BitWidth = Mask.getBitWidth();
613   assert(cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth() == BitWidth &&
614          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
615          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
616          "V, Mask, KnownOne and KnownZero should have same BitWidth");
617   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
618     // We know all of the bits for a constant!
619     KnownOne = CI->getValue() & Mask;
620     KnownZero = ~KnownOne & Mask;
621     return;
622   }
623
624   if (Depth == 6 || Mask == 0)
625     return;  // Limit search depth.
626
627   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
628   if (!I) return;
629
630   KnownZero.clear(); KnownOne.clear();   // Don't know anything.
631   APInt KnownZero2(KnownZero), KnownOne2(KnownOne);
632   
633   switch (I->getOpcode()) {
634   case Instruction::And: {
635     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
636     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
637     APInt Mask2(Mask & ~KnownZero);
638     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
639     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
640     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
641     
642     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
643     KnownOne &= KnownOne2;
644     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
645     KnownZero |= KnownZero2;
646     return;
647   }
648   case Instruction::Or: {
649     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
650     APInt Mask2(Mask & ~KnownOne);
651     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
652     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
653     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
654     
655     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
656     KnownZero &= KnownZero2;
657     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
658     KnownOne |= KnownOne2;
659     return;
660   }
661   case Instruction::Xor: {
662     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
663     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
664     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
665     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
666     
667     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
668     APInt KnownZeroOut = (KnownZero & KnownZero2) | (KnownOne & KnownOne2);
669     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
670     KnownOne = (KnownZero & KnownOne2) | (KnownOne & KnownZero2);
671     KnownZero = KnownZeroOut;
672     return;
673   }
674   case Instruction::Select:
675     ComputeMaskedBits(I->getOperand(2), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
676     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
677     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
678     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
679
680     // Only known if known in both the LHS and RHS.
681     KnownOne &= KnownOne2;
682     KnownZero &= KnownZero2;
683     return;
684   case Instruction::FPTrunc:
685   case Instruction::FPExt:
686   case Instruction::FPToUI:
687   case Instruction::FPToSI:
688   case Instruction::SIToFP:
689   case Instruction::PtrToInt:
690   case Instruction::UIToFP:
691   case Instruction::IntToPtr:
692     return; // Can't work with floating point or pointers
693   case Instruction::Trunc: {
694     // All these have integer operands
695     uint32_t SrcBitWidth = 
696       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
697     APInt MaskIn(Mask);
698     MaskIn.zext(SrcBitWidth);
699     KnownZero.zext(SrcBitWidth);
700     KnownOne.zext(SrcBitWidth);
701     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
702     KnownZero.trunc(BitWidth);
703     KnownOne.trunc(BitWidth);
704     return;
705   }
706   case Instruction::BitCast: {
707     const Type *SrcTy = I->getOperand(0)->getType();
708     if (SrcTy->isInteger()) {
709       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
710       return;
711     }
712     break;
713   }
714   case Instruction::ZExt:  {
715     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
716     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
717     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
718       
719     APInt MaskIn(Mask);
720     MaskIn.trunc(SrcBitWidth);
721     KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
722     KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
723     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
724     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
725     // The top bits are known to be zero.
726     KnownZero.zext(BitWidth);
727     KnownOne.zext(BitWidth);
728     KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
729     return;
730   }
731   case Instruction::SExt: {
732     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
733     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
734     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
735       
736     APInt MaskIn(Mask); 
737     MaskIn.trunc(SrcBitWidth);
738     KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
739     KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
740     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
741     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
742     KnownZero.zext(BitWidth);
743     KnownOne.zext(BitWidth);
744
745     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
746     // top bits of the result.
747     if (KnownZero[SrcBitWidth-1])             // Input sign bit known zero
748       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
749     else if (KnownOne[SrcBitWidth-1])           // Input sign bit known set
750       KnownOne |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
751     return;
752   }
753   case Instruction::Shl:
754     // (shl X, C1) & C2 == 0   iff   (X & C2 >>u C1) == 0
755     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
756       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
757       APInt Mask2(Mask.lshr(ShiftAmt));
758       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
759       assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
760       KnownZero <<= ShiftAmt;
761       KnownOne  <<= ShiftAmt;
762       KnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt); // low bits known 0
763       return;
764     }
765     break;
766   case Instruction::LShr:
767     // (ushr X, C1) & C2 == 0   iff  (-1 >> C1) & C2 == 0
768     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
769       // Compute the new bits that are at the top now.
770       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
771       
772       // Unsigned shift right.
773       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
774       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne,Depth+1);
775       assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
776       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
777       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
778       // high bits known zero.
779       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
780       return;
781     }
782     break;
783   case Instruction::AShr:
784     // (ashr X, C1) & C2 == 0   iff  (-1 >> C1) & C2 == 0
785     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
786       // Compute the new bits that are at the top now.
787       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
788       
789       // Signed shift right.
790       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
791       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne,Depth+1);
792       assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
793       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
794       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
795         
796       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
797       if (KnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1])    // New bits are known zero.
798         KnownZero |= HighBits;
799       else if (KnownOne[BitWidth-ShiftAmt-1])  // New bits are known one.
800         KnownOne |= HighBits;
801       return;
802     }
803     break;
804   }
805 }
806
807 /// MaskedValueIsZero - Return true if 'V & Mask' is known to be zero.  We use
808 /// this predicate to simplify operations downstream.  Mask is known to be zero
809 /// for bits that V cannot have.
810 static bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt& Mask, unsigned Depth = 0) {
811   APInt KnownZero(Mask.getBitWidth(), 0), KnownOne(Mask.getBitWidth(), 0);
812   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, Depth);
813   assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
814   return (KnownZero & Mask) == Mask;
815 }
816
817 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
818 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
819 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
820 /// constant and return true.
821 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
822                                    APInt Demanded) {
823   assert(I && "No instruction?");
824   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
825
826   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
827   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
828   if (!OpC) return false;
829
830   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
831   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
832   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
833     return false;
834
835   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
836   Demanded &= OpC->getValue();
837   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(Demanded));
838   return true;
839 }
840
841 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
842 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
843 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
844 // min/max.
845 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
846                                                    const APInt& KnownZero,
847                                                    const APInt& KnownOne,
848                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
849   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
850   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
851          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
852          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() == BitWidth &&
853          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
854   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
855
856   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
857   // bit if it is unknown.
858   Min = KnownOne;
859   Max = KnownOne|UnknownBits;
860   
861   if (UnknownBits[BitWidth-1]) { // Sign bit is unknown
862     Min.set(BitWidth-1);
863     Max.clear(BitWidth-1);
864   }
865 }
866
867 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
868 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
869 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
870 // min/max.
871 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
872                                                      const APInt& KnownZero,
873                                                      const APInt& KnownOne,
874                                                      APInt& Min,
875                                                      APInt& Max) {
876   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
877   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
878          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
879          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() &&
880          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
881   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
882   
883   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
884   Min = KnownOne;
885   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
886   Max = KnownOne|UnknownBits;
887 }
888
889 /// SimplifyDemandedBits - This function attempts to replace V with a simpler
890 /// value based on the demanded bits. When this function is called, it is known
891 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
892 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
893 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
894 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
895 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
896 /// to be one in the expression. KnownZero contains all the bits that are known
897 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
898 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
899 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
900 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
901 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
902 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
903 /// and KnownOne must all be the same.
904 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask,
905                                         APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
906                                         unsigned Depth) {
907   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
908   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
909   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
910   const IntegerType *VTy = cast<IntegerType>(V->getType());
911   assert(VTy->getBitWidth() == BitWidth && 
912          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
913          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
914          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne \
915           must have same BitWidth");
916   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
917     // We know all of the bits for a constant!
918     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
919     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
920     return false;
921   }
922   
923   KnownZero.clear(); 
924   KnownOne.clear();
925   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
926     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
927       // Just compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
928       ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
929       return false;
930     }
931     // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
932     // just set the DemandedMask to all bits.
933     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
934   } else if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
935     if (V != UndefValue::get(VTy))
936       return UpdateValueUsesWith(V, UndefValue::get(VTy));
937     return false;
938   } else if (Depth == 6) {        // Limit search depth.
939     return false;
940   }
941   
942   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
943   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
944
945   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
946   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
947   switch (I->getOpcode()) {
948   default: break;
949   case Instruction::And:
950     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
951     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
952                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
953       return true;
954     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
955            "Bits known to be one AND zero?"); 
956
957     // If something is known zero on the RHS, the bits aren't demanded on the
958     // LHS.
959     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
960                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
961       return true;
962     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
963            "Bits known to be one AND zero?"); 
964
965     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
966     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
967     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
968         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
969       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
970     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
971         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
972       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
973     
974     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
975     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
976       return UpdateValueUsesWith(I, Constant::getNullValue(VTy));
977       
978     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
979     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
980       return UpdateValueUsesWith(I, I);
981       
982     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
983     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
984     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
985     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
986     break;
987   case Instruction::Or:
988     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
989     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
990                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
991       return true;
992     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
993            "Bits known to be one AND zero?"); 
994     // If something is known one on the RHS, the bits aren't demanded on the
995     // LHS.
996     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
997                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
998       return true;
999     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1000            "Bits known to be one AND zero?"); 
1001     
1002     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1003     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
1004     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
1005         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
1006       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1007     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
1008         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
1009       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1010
1011     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
1012     // the other side, just use the 'other' side.
1013     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
1014         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
1015       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1016     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
1017         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
1018       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1019         
1020     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1021     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1022       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1023           
1024     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
1025     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1026     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
1027     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
1028     break;
1029   case Instruction::Xor: {
1030     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
1031                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1032       return true;
1033     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1034            "Bits known to be one AND zero?"); 
1035     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
1036                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1037       return true;
1038     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1039            "Bits known to be one AND zero?"); 
1040     
1041     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1042     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
1043     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
1044       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1045     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
1046       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1047     
1048     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
1049     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
1050                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
1051     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
1052     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
1053                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
1054     
1055     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
1056     // other, turn this into an *inclusive* or.
1057     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
1058     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
1059       Instruction *Or =
1060         BinaryOperator::createOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1061                                  I->getName());
1062       InsertNewInstBefore(Or, *I);
1063       return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1064     }
1065     
1066     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
1067     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
1068     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
1069     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
1070     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
1071       // all known
1072       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
1073         Constant *AndC = ConstantInt::get(~RHSKnownOne & DemandedMask);
1074         Instruction *And = 
1075           BinaryOperator::createAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
1076         InsertNewInstBefore(And, *I);
1077         return UpdateValueUsesWith(I, And);
1078       }
1079     }
1080     
1081     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1082     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
1083     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1084       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1085     
1086     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
1087     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
1088     break;
1089   }
1090   case Instruction::Select:
1091     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(2), DemandedMask,
1092                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1093       return true;
1094     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
1095                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1096       return true;
1097     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1098            "Bits known to be one AND zero?"); 
1099     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1100            "Bits known to be one AND zero?"); 
1101     
1102     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
1103     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1104       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1105     if (ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
1106       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1107     
1108     // Only known if known in both the LHS and RHS.
1109     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
1110     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1111     break;
1112   case Instruction::Trunc: {
1113     uint32_t truncBf = 
1114       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
1115     DemandedMask.zext(truncBf);
1116     RHSKnownZero.zext(truncBf);
1117     RHSKnownOne.zext(truncBf);
1118     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
1119                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1120       return true;
1121     DemandedMask.trunc(BitWidth);
1122     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
1123     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
1124     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1125            "Bits known to be one AND zero?"); 
1126     break;
1127   }
1128   case Instruction::BitCast:
1129     if (!I->getOperand(0)->getType()->isInteger())
1130       return false;
1131       
1132     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1133                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1134       return true;
1135     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1136            "Bits known to be one AND zero?"); 
1137     break;
1138   case Instruction::ZExt: {
1139     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1140     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1141     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1142     
1143     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1144     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1145     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1146     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1147                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1148       return true;
1149     DemandedMask.zext(BitWidth);
1150     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1151     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1152     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1153            "Bits known to be one AND zero?"); 
1154     // The top bits are known to be zero.
1155     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1156     break;
1157   }
1158   case Instruction::SExt: {
1159     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1160     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1161     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1162     
1163     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1164                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1165
1166     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1167     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1168     // bit is demanded.
1169     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1170       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1171       
1172     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1173     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1174     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1175     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InputDemandedBits,
1176                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1177       return true;
1178     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1179     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1180     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1181     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1182            "Bits known to be one AND zero?"); 
1183       
1184     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1185     // top bits of the result.
1186
1187     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1188     // convert this into a zero extension.
1189     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits)
1190     {
1191       // Convert to ZExt cast
1192       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName(), I);
1193       return UpdateValueUsesWith(I, NewCast);
1194     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1195       RHSKnownOne |= NewBits;
1196     }
1197     break;
1198   }
1199   case Instruction::Add: {
1200     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1201     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1202     // either.
1203     uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1204       
1205     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1206     // we can do.
1207     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1208       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1209       // won't work if the RHS is zero.
1210       if (RHS->isZero())
1211         break;
1212       
1213       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1214       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1215       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1216
1217       // Find information about known zero/one bits in the input.
1218       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InDemandedBits, 
1219                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1220         return true;
1221
1222       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1223       // the constant.
1224       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
1225         return UpdateValueUsesWith(I, I);
1226       
1227       // Avoid excess work.
1228       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1229         break;
1230       
1231       // Turn it into OR if input bits are zero.
1232       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1233         Instruction *Or =
1234           BinaryOperator::createOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1235                                    I->getName());
1236         InsertNewInstBefore(Or, *I);
1237         return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1238       }
1239       
1240       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1241       // depending on potential carries from the input constant and the
1242       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1243       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1244       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1245       
1246       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1247       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1248       // this scan.
1249       const APInt& RHSVal = RHS->getValue();
1250       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1251       
1252       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1253       
1254       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1255       // other, and there is no input carry.
1256       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1257                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1258       
1259       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1260       // is no input carry.
1261       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1262     } else {
1263       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1264       // the high bits of its LHS or RHS.
1265       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1266         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1267         // significant bit and all those below it.
1268         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1269         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1270                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1271           return true;
1272         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1273                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1274           return true;
1275       }
1276     }
1277     break;
1278   }
1279   case Instruction::Sub:
1280     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1281     // the high bits of its LHS or RHS.
1282     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1283       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1284       // significant bit and all those below it.
1285       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1286       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1287       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1288                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1289         return true;
1290       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1291                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1292         return true;
1293     }
1294     break;
1295   case Instruction::Shl:
1296     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1297       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1298       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1299       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn, 
1300                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1301         return true;
1302       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1303              "Bits known to be one AND zero?"); 
1304       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1305       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1306       // low bits known zero.
1307       if (ShiftAmt)
1308         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1309     }
1310     break;
1311   case Instruction::LShr:
1312     // For a logical shift right
1313     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1314       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1315       
1316       // Unsigned shift right.
1317       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1318       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn,
1319                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1320         return true;
1321       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1322              "Bits known to be one AND zero?"); 
1323       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1324       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1325       if (ShiftAmt) {
1326         // Compute the new bits that are at the top now.
1327         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1328         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1329       }
1330     }
1331     break;
1332   case Instruction::AShr:
1333     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1334     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1335     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1336     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1337     if (DemandedMask == 1) {
1338       // Perform the logical shift right.
1339       Value *NewVal = BinaryOperator::createLShr(
1340                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1341       InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1342       return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1343     }    
1344     
1345     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1346       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1347       
1348       // Signed shift right.
1349       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1350       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0),
1351                                DemandedMaskIn,
1352                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1353         return true;
1354       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1355              "Bits known to be one AND zero?"); 
1356       // Compute the new bits that are at the top now.
1357       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1358       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1359       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1360         
1361       // Handle the sign bits.
1362       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1363       // Adjust to where it is now in the mask.
1364       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1365         
1366       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1367       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1368       if (RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1369           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1370         // Perform the logical shift right.
1371         Value *NewVal = BinaryOperator::createLShr(
1372                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1373         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1374         return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1375       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1376         RHSKnownOne |= HighBits;
1377       }
1378     }
1379     break;
1380   }
1381   
1382   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1383   // constant.
1384   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
1385     return UpdateValueUsesWith(I, ConstantInt::get(RHSKnownOne));
1386   return false;
1387 }
1388
1389
1390 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value producecs a vector with
1391 /// 64 or fewer elements.  DemandedElts contains the set of elements that are
1392 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1393 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1394 ///
1395 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1396 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1397 /// returned.  This returns null if no change was made.
1398 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
1399                                                 uint64_t &UndefElts,
1400                                                 unsigned Depth) {
1401   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1402   assert(VWidth <= 64 && "Vector too wide to analyze!");
1403   uint64_t EltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
1404   assert(DemandedElts != EltMask && (DemandedElts & ~EltMask) == 0 &&
1405          "Invalid DemandedElts!");
1406
1407   if (isa<UndefValue>(V)) {
1408     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1409     UndefElts = EltMask;
1410     return 0;
1411   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1412     UndefElts = EltMask;
1413     return UndefValue::get(V->getType());
1414   }
1415   
1416   UndefElts = 0;
1417   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1418     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1419     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1420
1421     std::vector<Constant*> Elts;
1422     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1423       if (!(DemandedElts & (1ULL << i))) {   // If not demanded, set to undef.
1424         Elts.push_back(Undef);
1425         UndefElts |= (1ULL << i);
1426       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1427         Elts.push_back(Undef);
1428         UndefElts |= (1ULL << i);
1429       } else {                               // Otherwise, defined.
1430         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1431       }
1432         
1433     // If we changed the constant, return it.
1434     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
1435     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1436   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1437     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1438     // set to undef.
1439     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1440     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
1441     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1442     std::vector<Constant*> Elts;
1443     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1444       Elts.push_back((DemandedElts & (1ULL << i)) ? Zero : Undef);
1445     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1446     return ConstantVector::get(Elts);
1447   }
1448   
1449   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
1450     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
1451       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1452       return false;
1453     }
1454     return false;
1455   } else if (Depth == 10) {        // Limit search depth.
1456     return false;
1457   }
1458   
1459   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1460   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
1461   
1462   bool MadeChange = false;
1463   uint64_t UndefElts2;
1464   Value *TmpV;
1465   switch (I->getOpcode()) {
1466   default: break;
1467     
1468   case Instruction::InsertElement: {
1469     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1470     // demand exactly the same input as we produce.
1471     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1472     if (Idx == 0) {
1473       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1474       // which elt is getting updated.
1475       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1476                                         UndefElts2, Depth+1);
1477       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1478       break;
1479     }
1480     
1481     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1482     // insertelement.
1483     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1484     if (IdxNo >= VWidth || (DemandedElts & (1ULL << IdxNo)) == 0)
1485       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1486     
1487     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1488     // input demanded set is simpler than the output set.
1489     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0),
1490                                       DemandedElts & ~(1ULL << IdxNo),
1491                                       UndefElts, Depth+1);
1492     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1493
1494     // The inserted element is defined.
1495     UndefElts |= 1ULL << IdxNo;
1496     break;
1497   }
1498   case Instruction::BitCast: {
1499     // Packed->packed casts only.
1500     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1501     if (!VTy) break;
1502     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1503     uint64_t InputDemandedElts = 0;
1504     unsigned Ratio;
1505
1506     if (VWidth == InVWidth) {
1507       // If we are converting from <4x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1508       // elements as are demanded of us.
1509       Ratio = 1;
1510       InputDemandedElts = DemandedElts;
1511     } else if (VWidth > InVWidth) {
1512       // Untested so far.
1513       break;
1514       
1515       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1516       // then an input element is live if any of the corresponding output
1517       // elements are live.
1518       Ratio = VWidth/InVWidth;
1519       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1520         if (DemandedElts & (1ULL << OutIdx))
1521           InputDemandedElts |= 1ULL << (OutIdx/Ratio);
1522       }
1523     } else {
1524       // Untested so far.
1525       break;
1526       
1527       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1528       // then an input element is live if the corresponding output element is
1529       // live.
1530       Ratio = InVWidth/VWidth;
1531       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1532         if (DemandedElts & (1ULL << InIdx/Ratio))
1533           InputDemandedElts |= 1ULL << InIdx;
1534     }
1535     
1536     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1537     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1538                                       UndefElts2, Depth+1);
1539     if (TmpV) {
1540       I->setOperand(0, TmpV);
1541       MadeChange = true;
1542     }
1543     
1544     UndefElts = UndefElts2;
1545     if (VWidth > InVWidth) {
1546       assert(0 && "Unimp");
1547       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1548       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1549       // undef.
1550       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1551         if (UndefElts2 & (1ULL << (OutIdx/Ratio)))
1552           UndefElts |= 1ULL << OutIdx;
1553     } else if (VWidth < InVWidth) {
1554       assert(0 && "Unimp");
1555       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1556       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1557       // elements are undef.
1558       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1559       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1560         if ((UndefElts2 & (1ULL << InIdx)) == 0)    // Not undef?
1561           UndefElts &= ~(1ULL << (InIdx/Ratio));    // Clear undef bit.
1562     }
1563     break;
1564   }
1565   case Instruction::And:
1566   case Instruction::Or:
1567   case Instruction::Xor:
1568   case Instruction::Add:
1569   case Instruction::Sub:
1570   case Instruction::Mul:
1571     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1572     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1573                                       UndefElts, Depth+1);
1574     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1575     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1576                                       UndefElts2, Depth+1);
1577     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1578       
1579     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1580     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1581     UndefElts &= UndefElts2;
1582     break;
1583     
1584   case Instruction::Call: {
1585     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1586     if (!II) break;
1587     switch (II->getIntrinsicID()) {
1588     default: break;
1589       
1590     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1591     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1592     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1593     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1594     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1595     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1596     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1597     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1598     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1599     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1600       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1601                                         UndefElts, Depth+1);
1602       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1603       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1604                                         UndefElts2, Depth+1);
1605       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1606
1607       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1608       // scalarize it now.
1609       if (DemandedElts == 1) {
1610         switch (II->getIntrinsicID()) {
1611         default: break;
1612         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1613         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1614         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1615         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1616           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1617           Value *LHS = II->getOperand(1);
1618           Value *RHS = II->getOperand(2);
1619           // Extract the element as scalars.
1620           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 0U,"tmp"), *II);
1621           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS, 0U,"tmp"), *II);
1622           
1623           switch (II->getIntrinsicID()) {
1624           default: assert(0 && "Case stmts out of sync!");
1625           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1626           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1627             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createSub(LHS, RHS,
1628                                                         II->getName()), *II);
1629             break;
1630           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1631           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1632             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createMul(LHS, RHS,
1633                                                          II->getName()), *II);
1634             break;
1635           }
1636           
1637           Instruction *New =
1638             new InsertElementInst(UndefValue::get(II->getType()), TmpV, 0U,
1639                                   II->getName());
1640           InsertNewInstBefore(New, *II);
1641           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1642           return New;
1643         }            
1644       }
1645         
1646       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1647       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1648       UndefElts &= UndefElts2;
1649       break;
1650     }
1651     break;
1652   }
1653   }
1654   return MadeChange ? I : 0;
1655 }
1656
1657 /// @returns true if the specified compare instruction is
1658 /// true when both operands are equal...
1659 /// @brief Determine if the ICmpInst returns true if both operands are equal
1660 static bool isTrueWhenEqual(ICmpInst &ICI) {
1661   ICmpInst::Predicate pred = ICI.getPredicate();
1662   return pred == ICmpInst::ICMP_EQ  || pred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
1663          pred == ICmpInst::ICMP_SGE || pred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1664          pred == ICmpInst::ICMP_SLE;
1665 }
1666
1667 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1668 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1669 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1670 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1671 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1672 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1673 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1674 ///
1675 template<typename Functor>
1676 Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
1677   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1678   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1679
1680   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1681   if (F.shouldApply(LHS))
1682     return F.apply(Root);
1683
1684   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1685   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1686   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1687     // Should we apply this transform to the RHS?
1688     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1689
1690     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1691     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1692       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1693       ShouldApply = true;
1694     }
1695
1696     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1697     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1698     if (ShouldApply) {
1699       BasicBlock *BB = Root.getParent();
1700
1701       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1702       // and perform the reassociation.
1703       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1704
1705       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1706       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1707
1708       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1709       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1710       if (&Root == TmpLHSI) {
1711         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1712         return 0;
1713       }
1714       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1715       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1716       TmpLHSI->getParent()->getInstList().remove(TmpLHSI);
1717       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1718       BB->getInstList().insert(ARI, TmpLHSI);    // Move TmpLHSI to after Root
1719       ARI = Root;
1720
1721       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1722       // get to LHSI.
1723       while (TmpLHSI != LHSI) {
1724         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1725         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1726         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1727         NextLHSI->getParent()->getInstList().remove(NextLHSI);
1728         BB->getInstList().insert(ARI, NextLHSI);
1729         ARI = NextLHSI;
1730
1731         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1732         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1733         TmpLHSI = NextLHSI;
1734         ExtraOperand = NextOp;
1735       }
1736
1737       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1738       // the transformation...
1739       return F.apply(Root);
1740     }
1741
1742     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1743   }
1744   return 0;
1745 }
1746
1747
1748 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1749 struct AddRHS {
1750   Value *RHS;
1751   AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
1752   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1753   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1754     return BinaryOperator::createShl(Add.getOperand(0),
1755                                   ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
1756   }
1757 };
1758
1759 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1760 //                 iff C1&C2 == 0
1761 struct AddMaskingAnd {
1762   Constant *C2;
1763   AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
1764   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1765     ConstantInt *C1;
1766     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
1767            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
1768   }
1769   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1770     return BinaryOperator::createOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1771   }
1772 };
1773
1774 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1775                                              InstCombiner *IC) {
1776   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
1777     if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO))
1778       return ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), SOC, I.getType());
1779
1780     return IC->InsertNewInstBefore(CastInst::create(
1781           CI->getOpcode(), SO, I.getType(), SO->getName() + ".cast"), I);
1782   }
1783
1784   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1785   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1786   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1787
1788   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1789     if (ConstIsRHS)
1790       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1791     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1792   }
1793
1794   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1795   if (!ConstIsRHS)
1796     std::swap(Op0, Op1);
1797   Instruction *New;
1798   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1799     New = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
1800   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1801     New = CmpInst::create(CI->getOpcode(), CI->getPredicate(), Op0, Op1, 
1802                           SO->getName()+".cmp");
1803   else {
1804     assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
1805     abort();
1806   }
1807   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
1808 }
1809
1810 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1811 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1812 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1813 // not have a second operand.
1814 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1815                                      InstCombiner *IC) {
1816   // Don't modify shared select instructions
1817   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1818   Value *TV = SI->getOperand(1);
1819   Value *FV = SI->getOperand(2);
1820
1821   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
1822     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
1823     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
1824
1825     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
1826     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
1827
1828     return new SelectInst(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
1829                           SelectFalseVal);
1830   }
1831   return 0;
1832 }
1833
1834
1835 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
1836 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
1837 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
1838 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
1839   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
1840   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
1841   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
1842
1843   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
1844   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
1845   // or if *it* is a PHI, bail out.
1846   BasicBlock *NonConstBB = 0;
1847   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
1848     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1849       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
1850       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
1851       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
1852       
1853       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
1854       // loop.
1855       if (NonConstBB == I.getParent())
1856         return 0;
1857     }
1858   
1859   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
1860   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
1861   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
1862   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
1863   if (NonConstBB) {
1864     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
1865     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
1866   }
1867
1868   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
1869   PHINode *NewPN = new PHINode(I.getType(), "");
1870   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
1871   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
1872   NewPN->takeName(PN);
1873
1874   // Next, add all of the operands to the PHI.
1875   if (I.getNumOperands() == 2) {
1876     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
1877     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1878       Value *InV;
1879       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1880         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1881           InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
1882         else
1883           InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
1884       } else {
1885         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1886         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
1887           InV = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(),
1888                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1889                                        NonConstBB->getTerminator());
1890         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1891           InV = CmpInst::create(CI->getOpcode(), 
1892                                 CI->getPredicate(),
1893                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1894                                 NonConstBB->getTerminator());
1895         else
1896           assert(0 && "Unknown binop!");
1897         
1898         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1899       }
1900       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1901     }
1902   } else { 
1903     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
1904     const Type *RetTy = CI->getType();
1905     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1906       Value *InV;
1907       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1908         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
1909       } else {
1910         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1911         InV = CastInst::create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
1912                                I.getType(), "phitmp", 
1913                                NonConstBB->getTerminator());
1914         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1915       }
1916       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1917     }
1918   }
1919   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
1920 }
1921
1922 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
1923   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1924   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
1925
1926   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
1927     // X + undef -> undef
1928     if (isa<UndefValue>(RHS))
1929       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
1930
1931     // X + 0 --> X
1932     if (!I.getType()->isFPOrFPVector()) { // NOTE: -0 + +0 = +0.
1933       if (RHSC->isNullValue())
1934         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1935     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
1936       if (CFP->isExactlyValue(-0.0))
1937         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1938     }
1939
1940     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
1941       // X + (signbit) --> X ^ signbit
1942       const APInt& Val = CI->getValue();
1943       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
1944       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
1945         return BinaryOperator::createXor(LHS, RHS);
1946       
1947       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
1948       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
1949       if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
1950         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
1951         if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
1952                                  KnownZero, KnownOne))
1953           return &I;
1954       }
1955     }
1956
1957     if (isa<PHINode>(LHS))
1958       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1959         return NV;
1960     
1961     ConstantInt *XorRHS = 0;
1962     Value *XorLHS = 0;
1963     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
1964         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
1965       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1966       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
1967       
1968       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
1969       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
1970       APInt CFF80Val(-C0080Val);
1971       do {
1972         if (TySizeBits > Size) {
1973           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
1974           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
1975           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
1976               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
1977             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
1978             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
1979                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
1980               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
1981             break;
1982           }
1983         }
1984         Size >>= 1;
1985         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
1986         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
1987       } while (Size >= 1);
1988       
1989       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
1990       // with funny bit widths then this whole cascade of if statements should
1991       // be removed. It is just here to get the size of the "middle" type back
1992       // up to something that the back ends can handle.
1993       const Type *MiddleType = 0;
1994       switch (Size) {
1995         default: break;
1996         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
1997         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
1998         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
1999       }
2000       if (MiddleType) {
2001         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
2002         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
2003         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2004       }
2005     }
2006   }
2007
2008   // X + X --> X << 1
2009   if (I.getType()->isInteger() && I.getType() != Type::Int1Ty) {
2010     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
2011
2012     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2013       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2014         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2015           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2016     }
2017     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2018       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2019         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2020           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2021     }
2022   }
2023
2024   // -A + B  -->  B - A
2025   if (Value *V = dyn_castNegVal(LHS))
2026     return BinaryOperator::createSub(RHS, V);
2027
2028   // A + -B  -->  A - B
2029   if (!isa<Constant>(RHS))
2030     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
2031       return BinaryOperator::createSub(LHS, V);
2032
2033
2034   ConstantInt *C2;
2035   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
2036     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2037       return BinaryOperator::createMul(RHS, AddOne(C2));
2038
2039     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2040     ConstantInt *C1;
2041     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
2042       return BinaryOperator::createMul(X, Add(C1, C2));
2043   }
2044
2045   // X + X*C --> X * (C+1)
2046   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
2047     return BinaryOperator::createMul(LHS, AddOne(C2));
2048
2049   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2050   if (dyn_castNotVal(LHS) == RHS ||
2051       dyn_castNotVal(RHS) == LHS)
2052     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
2053   
2054
2055   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2056   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
2057     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2)))
2058       return R;
2059
2060   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2061     Value *X = 0;
2062     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))))    // ~X + C --> (C-1) - X
2063       return BinaryOperator::createSub(SubOne(CRHS), X);
2064
2065     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2066     if (LHS->hasOneUse() && match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
2067       Constant *Anded = And(CRHS, C2);
2068       if (Anded == CRHS) {
2069         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2070         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2071         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2072
2073         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2074         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2075
2076         // See if the and mask includes all of these bits.
2077         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2078
2079         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2080           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2081           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(X, CRHS,
2082                                                             LHS->getName()), I);
2083           return BinaryOperator::createAnd(NewAdd, C2);
2084         }
2085       }
2086     }
2087
2088     // Try to fold constant add into select arguments.
2089     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2090       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2091         return R;
2092   }
2093
2094   // add (cast *A to intptrtype) B -> 
2095   //   cast (GEP (cast *A to sbyte*) B) -> 
2096   //     intptrtype
2097   {
2098     CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(LHS);
2099     Value *Other = RHS;
2100     if (!CI) {
2101       CI = dyn_cast<CastInst>(RHS);
2102       Other = LHS;
2103     }
2104     if (CI && CI->getType()->isSized() && 
2105         (CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 
2106          TD->getIntPtrType()->getPrimitiveSizeInBits()) 
2107         && isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
2108       Value *I2 = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, CI->getOperand(0),
2109                                    PointerType::get(Type::Int8Ty), I);
2110       I2 = InsertNewInstBefore(new GetElementPtrInst(I2, Other, "ctg2"), I);
2111       return new PtrToIntInst(I2, CI->getType());
2112     }
2113   }
2114
2115   return Changed ? &I : 0;
2116 }
2117
2118 // isSignBit - Return true if the value represented by the constant only has the
2119 // highest order bit set.
2120 static bool isSignBit(ConstantInt *CI) {
2121   uint32_t NumBits = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2122   return CI->getValue() == APInt::getSignBit(NumBits);
2123 }
2124
2125 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2126   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2127
2128   if (Op0 == Op1)         // sub X, X  -> 0
2129     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2130
2131   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2132   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
2133     return BinaryOperator::createAdd(Op0, V);
2134
2135   if (isa<UndefValue>(Op0))
2136     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2137   if (isa<UndefValue>(Op1))
2138     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2139
2140   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2141     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2142     if (C->isAllOnesValue())
2143       return BinaryOperator::createNot(Op1);
2144
2145     // C - ~X == X + (1+C)
2146     Value *X = 0;
2147     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
2148       return BinaryOperator::createAdd(X, AddOne(C));
2149
2150     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2151     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2152     if (C->isZero()) {
2153       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1))
2154         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2155           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2156             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2157             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2158                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2159               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2160               return BinaryOperator::create(Instruction::AShr, 
2161                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2162             }
2163           }
2164         }
2165         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2166           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2167             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2168             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2169                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2170               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2171               return BinaryOperator::createLShr(
2172                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2173             }
2174           }
2175         } 
2176     }
2177
2178     // Try to fold constant sub into select arguments.
2179     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2180       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2181         return R;
2182
2183     if (isa<PHINode>(Op0))
2184       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2185         return NV;
2186   }
2187
2188   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2189     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add &&
2190         !Op0->getType()->isFPOrFPVector()) {
2191       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2192         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(1), I.getName());
2193       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2194         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(0), I.getName());
2195       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2196         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2197           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2198           return BinaryOperator::createSub(Subtract(CI1, CI2), 
2199                                            Op1I->getOperand(0));
2200       }
2201     }
2202
2203     if (Op1I->hasOneUse()) {
2204       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2205       // is not used by anyone else...
2206       //
2207       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub &&
2208           !Op1I->getType()->isFPOrFPVector()) {
2209         // Swap the two operands of the subexpr...
2210         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2211         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2212         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2213
2214         // Create the new top level add instruction...
2215         return BinaryOperator::createAdd(Op0, Op1);
2216       }
2217
2218       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2219       //
2220       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2221           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2222         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2223
2224         Value *NewNot =
2225           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(OtherOp, "B.not"), I);
2226         return BinaryOperator::createAnd(Op0, NewNot);
2227       }
2228
2229       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2230       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2231         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2232           if (CSI->isZero())
2233             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2234               return BinaryOperator::createSDiv(Op1I->getOperand(0),
2235                                                ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2236
2237       // X - X*C --> X * (1-C)
2238       ConstantInt *C2 = 0;
2239       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
2240         Constant *CP1 = Subtract(ConstantInt::get(I.getType(), 1), C2);
2241         return BinaryOperator::createMul(Op0, CP1);
2242       }
2243     }
2244   }
2245
2246   if (!Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2247     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2248       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2249         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2250           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2251         else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2252           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2253       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2254         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2255           return BinaryOperator::createNeg(Op0I->getOperand(1), I.getName());
2256       }
2257
2258   ConstantInt *C1;
2259   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
2260     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2261       return BinaryOperator::createMul(Op1, SubOne(C1));
2262
2263     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2264     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
2265       return BinaryOperator::createMul(Op1, Subtract(C1, C2));
2266   }
2267   return 0;
2268 }
2269
2270 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if it
2271 /// really just returns true if the most significant (sign) bit is set.
2272 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS) {
2273   switch (pred) {
2274     case ICmpInst::ICMP_SLT: 
2275       // True if LHS s< RHS and RHS == 0
2276       return RHS->isZero();
2277     case ICmpInst::ICMP_SLE: 
2278       // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2279       return RHS->isAllOnesValue();
2280     case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2281       // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2282       return RHS->getValue() == 
2283              APInt::getSignBit(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2284     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2285       // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2286       return RHS->getValue() ==
2287              APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2288     default:
2289       return false;
2290   }
2291 }
2292
2293 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2294   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2295   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2296
2297   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2298     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2299
2300   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2301   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2302     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2303
2304       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2305       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2306         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2307           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2308             return BinaryOperator::createMul(SI->getOperand(0),
2309                                              ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
2310
2311       if (CI->isZero())
2312         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2313       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2314         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2315       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2316         return BinaryOperator::createNeg(Op0, I.getName());
2317
2318       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2319       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2320         return BinaryOperator::createShl(Op0,
2321                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2322       }
2323     } else if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2324       if (Op1F->isNullValue())
2325         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2326
2327       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2328       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2329       if (Op1F->getValue() == 1.0)
2330         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2331     }
2332     
2333     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2334       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2335           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2336         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2337         Instruction *Add = BinaryOperator::createMul(Op0I->getOperand(0),
2338                                                      Op1, "tmp");
2339         InsertNewInstBefore(Add, I);
2340         Value *C1C2 = ConstantExpr::getMul(Op1, 
2341                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2342         return BinaryOperator::createAdd(Add, C1C2);
2343         
2344       }
2345
2346     // Try to fold constant mul into select arguments.
2347     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2348       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2349         return R;
2350
2351     if (isa<PHINode>(Op0))
2352       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2353         return NV;
2354   }
2355
2356   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
2357     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
2358       return BinaryOperator::createMul(Op0v, Op1v);
2359
2360   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2361   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2362   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2363   // formed.
2364   CastInst *BoolCast = 0;
2365   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(0)))
2366     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2367       BoolCast = CI;
2368   if (!BoolCast)
2369     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2370       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2371         BoolCast = CI;
2372   if (BoolCast) {
2373     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2374       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2375       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2376
2377       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2378       // multiply into a shift/and combination.
2379       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2380           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1))) {
2381         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2382         Constant *Amt = ConstantInt::get(SCIOp0->getType(),
2383                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2384         Value *V =
2385           InsertNewInstBefore(
2386             BinaryOperator::create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2387                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2388                                             ".mask"), I);
2389
2390         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2391         // or truncate to the multiply type.
2392         if (I.getType() != V->getType()) {
2393           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2394           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2395           Instruction::CastOps opcode = 
2396             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2397              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2398           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2399         }
2400
2401         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2402         return BinaryOperator::createAnd(V, OtherOp);
2403       }
2404     }
2405   }
2406
2407   return Changed ? &I : 0;
2408 }
2409
2410 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2411 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2412 /// used by the visitors to those instructions.
2413 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2414 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2415   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2416
2417   // undef / X -> 0
2418   if (isa<UndefValue>(Op0))
2419     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2420
2421   // X / undef -> undef
2422   if (isa<UndefValue>(Op1))
2423     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2424
2425   // Handle cases involving: div X, (select Cond, Y, Z)
2426   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2427     // div X, (Cond ? 0 : Y) -> div X, Y.  If the div and the select are in the
2428     // same basic block, then we replace the select with Y, and the condition 
2429     // of the select with false (if the cond value is in the same BB).  If the
2430     // select has uses other than the div, this allows them to be simplified
2431     // also. Note that div X, Y is just as good as div X, 0 (undef)
2432     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2433       if (ST->isNullValue()) {
2434         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2435         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2436           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
2437         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2438           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
2439         else
2440           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
2441         return &I;
2442       }
2443
2444     // Likewise for: div X, (Cond ? Y : 0) -> div X, Y
2445     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2446       if (ST->isNullValue()) {
2447         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2448         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2449           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
2450         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2451           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
2452         else
2453           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
2454         return &I;
2455       }
2456   }
2457
2458   return 0;
2459 }
2460
2461 /// This function implements the transforms common to both integer division
2462 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2463 /// division instructions.
2464 /// @brief Common integer divide transforms
2465 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2466   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2467
2468   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2469     return Common;
2470
2471   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2472     // div X, 1 == X
2473     if (RHS->equalsInt(1))
2474       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2475
2476     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2477     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2478       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2479         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2480           return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2481                                         Multiply(RHS, LHSRHS));
2482         }
2483
2484     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2485       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2486         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2487           return R;
2488       if (isa<PHINode>(Op0))
2489         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2490           return NV;
2491     }
2492   }
2493
2494   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2495   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2496     if (LHS->equalsInt(0))
2497       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2498
2499   return 0;
2500 }
2501
2502 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
2503   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2504
2505   // Handle the integer div common cases
2506   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2507     return Common;
2508
2509   // X udiv C^2 -> X >> C
2510   // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
2511   // if so, convert to a right shift.
2512   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2513     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
2514       return BinaryOperator::createLShr(Op0, 
2515                ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
2516   }
2517
2518   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
2519   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
2520     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2521         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2522       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
2523       if (C1.isPowerOf2()) {
2524         Value *N = RHSI->getOperand(1);
2525         const Type *NTy = N->getType();
2526         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
2527           Constant *C2V = ConstantInt::get(NTy, C2);
2528           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(N, C2V, "tmp"), I);
2529         }
2530         return BinaryOperator::createLShr(Op0, N);
2531       }
2532     }
2533   }
2534   
2535   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
2536   // where C1&C2 are powers of two.
2537   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
2538     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2539       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
2540         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
2541         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
2542           // Compute the shift amounts
2543           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
2544           // Construct the "on true" case of the select
2545           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
2546           Instruction *TSI = BinaryOperator::createLShr(
2547                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
2548           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
2549   
2550           // Construct the "on false" case of the select
2551           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
2552           Instruction *FSI = BinaryOperator::createLShr(
2553                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
2554           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
2555
2556           // construct the select instruction and return it.
2557           return new SelectInst(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
2558         }
2559       }
2560   return 0;
2561 }
2562
2563 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
2564   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2565
2566   // Handle the integer div common cases
2567   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2568     return Common;
2569
2570   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2571     // sdiv X, -1 == -X
2572     if (RHS->isAllOnesValue())
2573       return BinaryOperator::createNeg(Op0);
2574
2575     // -X/C -> X/-C
2576     if (Value *LHSNeg = dyn_castNegVal(Op0))
2577       return BinaryOperator::createSDiv(LHSNeg, ConstantExpr::getNeg(RHS));
2578   }
2579
2580   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2581   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
2582   if (I.getType()->isInteger()) {
2583     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2584     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2585       return BinaryOperator::createUDiv(Op0, Op1, I.getName());
2586     }
2587   }      
2588   
2589   return 0;
2590 }
2591
2592 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
2593   return commonDivTransforms(I);
2594 }
2595
2596 /// GetFactor - If we can prove that the specified value is at least a multiple
2597 /// of some factor, return that factor.
2598 static Constant *GetFactor(Value *V) {
2599   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
2600     return CI;
2601   
2602   // Unless we can be tricky, we know this is a multiple of 1.
2603   Constant *Result = ConstantInt::get(V->getType(), 1);
2604   
2605   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
2606   if (!I) return Result;
2607   
2608   if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
2609     // Handle multiplies by a constant, etc.
2610     return ConstantExpr::getMul(GetFactor(I->getOperand(0)),
2611                                 GetFactor(I->getOperand(1)));
2612   } else if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
2613     // (X<<C) -> X * (1 << C)
2614     if (Constant *ShRHS = dyn_cast<Constant>(I->getOperand(1))) {
2615       ShRHS = ConstantExpr::getShl(Result, ShRHS);
2616       return ConstantExpr::getMul(GetFactor(I->getOperand(0)), ShRHS);
2617     }
2618   } else if (I->getOpcode() == Instruction::And) {
2619     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
2620       // X & 0xFFF0 is known to be a multiple of 16.
2621       uint32_t Zeros = RHS->getValue().countTrailingZeros();
2622       if (Zeros != V->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
2623         return ConstantExpr::getShl(Result, 
2624                                     ConstantInt::get(Result->getType(), Zeros));
2625     }
2626   } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
2627     // Only handle int->int casts.
2628     if (!CI->isIntegerCast())
2629       return Result;
2630     Value *Op = CI->getOperand(0);
2631     return ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), GetFactor(Op), V->getType());
2632   }    
2633   return Result;
2634 }
2635
2636 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
2637 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
2638 /// is used by the visitors to those instructions.
2639 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
2640 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2641   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2642
2643   // 0 % X == 0, we don't need to preserve faults!
2644   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
2645     if (LHS->isNullValue())
2646       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2647
2648   if (isa<UndefValue>(Op0))              // undef % X -> 0
2649     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2650   if (isa<UndefValue>(Op1))
2651     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
2652
2653   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
2654   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2655     // rem X, (Cond ? 0 : Y) -> rem X, Y.  If the rem and the select are in
2656     // the same basic block, then we replace the select with Y, and the
2657     // condition of the select with false (if the cond value is in the same
2658     // BB).  If the select has uses other than the div, this allows them to be
2659     // simplified also.
2660     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2661       if (ST->isNullValue()) {
2662         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2663         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2664           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
2665         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2666           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
2667         else
2668           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
2669         return &I;
2670       }
2671     // Likewise for: rem X, (Cond ? Y : 0) -> rem X, Y
2672     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2673       if (ST->isNullValue()) {
2674         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2675         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2676           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
2677         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2678           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
2679         else
2680           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
2681         return &I;
2682       }
2683   }
2684
2685   return 0;
2686 }
2687
2688 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
2689 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
2690 /// remainder instructions.
2691 /// @brief Common integer remainder transforms
2692 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2693   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2694
2695   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
2696     return common;
2697
2698   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2699     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
2700     if (RHS->equalsInt(0))
2701       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
2702     
2703     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
2704       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2705
2706     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
2707       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
2708         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2709           return R;
2710       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
2711         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2712           return NV;
2713       }
2714       // (X * C1) % C2 --> 0  iff  C1 % C2 == 0
2715       if (ConstantExpr::getSRem(GetFactor(Op0I), RHS)->isNullValue())
2716         return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2717     }
2718   }
2719
2720   return 0;
2721 }
2722
2723 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
2724   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2725
2726   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
2727     return common;
2728   
2729   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2730     // X urem C^2 -> X and C
2731     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
2732     // if so, convert to a bitwise and.
2733     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
2734       if (C->getValue().isPowerOf2())
2735         return BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(C));
2736   }
2737
2738   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
2739     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
2740     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2741         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2742       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
2743         Constant *N1 = ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType());
2744         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(RHSI, N1,
2745                                                                    "tmp"), I);
2746         return BinaryOperator::createAnd(Op0, Add);
2747       }
2748     }
2749   }
2750
2751   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
2752   // where C1&C2 are powers of two.
2753   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2754     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2755       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
2756         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
2757         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
2758             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
2759           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
2760             BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(STO), SI->getName()+".t"), I);
2761           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
2762             BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(SFO), SI->getName()+".f"), I);
2763           return new SelectInst(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
2764         }
2765       }
2766   }
2767   
2768   return 0;
2769 }
2770
2771 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
2772   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2773
2774   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
2775     return common;
2776   
2777   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
2778     if (!isa<ConstantInt>(RHSNeg) || 
2779         cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive()) {
2780       // X % -Y -> X % Y
2781       AddUsesToWorkList(I);
2782       I.setOperand(1, RHSNeg);
2783       return &I;
2784     }
2785  
2786   // If the top bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2787   // unsigned inputs), turn this into a urem.
2788   APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2789   if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2790     // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
2791     return BinaryOperator::createURem(Op0, Op1, I.getName());
2792   }
2793
2794   return 0;
2795 }
2796
2797 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
2798   return commonRemTransforms(I);
2799 }
2800
2801 // isMaxValueMinusOne - return true if this is Max-1
2802 static bool isMaxValueMinusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
2803   uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2804   if (isSigned) {
2805     // Calculate 0111111111..11111
2806     APInt Val(APInt::getSignedMaxValue(TypeBits));
2807     return C->getValue() == Val-1;
2808   }
2809   return C->getValue() == APInt::getAllOnesValue(TypeBits) - 1;
2810 }
2811
2812 // isMinValuePlusOne - return true if this is Min+1
2813 static bool isMinValuePlusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
2814   if (isSigned) {
2815     // Calculate 1111111111000000000000
2816     uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2817     APInt Val(APInt::getSignedMinValue(TypeBits));
2818     return C->getValue() == Val+1;
2819   }
2820   return C->getValue() == 1; // unsigned
2821 }
2822
2823 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
2824 // constant.
2825 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
2826   return CI->getValue().isPowerOf2();
2827 }
2828
2829 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
2830 // This is the same as lowones(~X).
2831 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
2832   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
2833 }
2834
2835 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
2836 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
2837 ///
2838 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
2839 ///
2840 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
2841 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
2842 ///
2843 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
2844 ///   0  A > B
2845 ///   1  A == B
2846 ///   2  A < B
2847 ///
2848 /// <=>  Value  Definition
2849 /// 000     0   Always false
2850 /// 001     1   A >  B
2851 /// 010     2   A == B
2852 /// 011     3   A >= B
2853 /// 100     4   A <  B
2854 /// 101     5   A != B
2855 /// 110     6   A <= B
2856 /// 111     7   Always true
2857 ///  
2858 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
2859   switch (ICI->getPredicate()) {
2860     // False -> 0
2861   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
2862   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
2863   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
2864   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
2865   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
2866   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
2867   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
2868   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
2869   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
2870   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
2871     // True -> 7
2872   default:
2873     assert(0 && "Invalid ICmp predicate!");
2874     return 0;
2875   }
2876 }
2877
2878 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
2879 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
2880 /// new /// ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
2881 /// of predicate to use in new icmp instructions.
2882 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS) {
2883   switch (code) {
2884   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
2885   case  0: return ConstantInt::getFalse();
2886   case  1: 
2887     if (sign)
2888       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
2889     else
2890       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
2891   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
2892   case  3: 
2893     if (sign)
2894       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
2895     else
2896       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
2897   case  4: 
2898     if (sign)
2899       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
2900     else
2901       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
2902   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
2903   case  6: 
2904     if (sign)
2905       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
2906     else
2907       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
2908   case  7: return ConstantInt::getTrue();
2909   }
2910 }
2911
2912 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
2913   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
2914     (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && 
2915      (p2 == ICmpInst::ICMP_EQ || p2 == ICmpInst::ICMP_NE)) ||
2916     (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && 
2917      (p1 == ICmpInst::ICMP_EQ || p1 == ICmpInst::ICMP_NE));
2918 }
2919
2920 namespace { 
2921 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
2922 struct FoldICmpLogical {
2923   InstCombiner &IC;
2924   Value *LHS, *RHS;
2925   ICmpInst::Predicate pred;
2926   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
2927     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
2928       pred(ICI->getPredicate()) {}
2929   bool shouldApply(Value *V) const {
2930     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
2931       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
2932         return (ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS ||
2933                 ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS);
2934     return false;
2935   }
2936   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
2937     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
2938     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
2939       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
2940       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
2941     }
2942
2943     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
2944     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
2945     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
2946     unsigned Code;
2947     switch (Log.getOpcode()) {
2948     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
2949     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
2950     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
2951     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
2952     }
2953
2954     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
2955                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
2956       
2957     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS);
2958     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
2959       return I;
2960     // Otherwise, it's a constant boolean value...
2961     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
2962   }
2963 };
2964 } // end anonymous namespace
2965
2966 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
2967 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
2968 // guaranteed to be a binary operator.
2969 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
2970                                     ConstantInt *OpRHS,
2971                                     ConstantInt *AndRHS,
2972                                     BinaryOperator &TheAnd) {
2973   Value *X = Op->getOperand(0);
2974   Constant *Together = 0;
2975   if (!Op->isShift())
2976     Together = And(AndRHS, OpRHS);
2977
2978   switch (Op->getOpcode()) {
2979   case Instruction::Xor:
2980     if (Op->hasOneUse()) {
2981       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
2982       Instruction *And = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
2983       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
2984       And->takeName(Op);
2985       return BinaryOperator::createXor(And, Together);
2986     }
2987     break;
2988   case Instruction::Or:
2989     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
2990       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
2991
2992     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
2993       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
2994       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, Together);
2995       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
2996       Or->takeName(Op);
2997       return BinaryOperator::createAnd(Or, AndRHS);
2998     }
2999     break;
3000   case Instruction::Add:
3001     if (Op->hasOneUse()) {
3002       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3003       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3004       // single bit constant.
3005       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3006
3007       // If there is only one bit set...
3008       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3009         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3010         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3011         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3012         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3013
3014         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3015         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3016           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3017           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3018           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3019           // no effect.
3020           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3021             TheAnd.setOperand(0, X);
3022             return &TheAnd;
3023           } else {
3024             // Pull the XOR out of the AND.
3025             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
3026             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3027             NewAnd->takeName(Op);
3028             return BinaryOperator::createXor(NewAnd, AndRHS);
3029           }
3030         }
3031       }
3032     }
3033     break;
3034
3035   case Instruction::Shl: {
3036     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3037     // the anded constant includes them, clear them now!
3038     //
3039     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3040     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3041     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3042     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3043
3044     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3045     // Masking out bits that the shift already masks
3046       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3047     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3048       TheAnd.setOperand(1, CI);
3049       return &TheAnd;
3050     }
3051     break;
3052   }
3053   case Instruction::LShr:
3054   {
3055     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3056     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3057     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3058     //
3059     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3060     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3061     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3062     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3063
3064     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3065     // Masking out bits that the shift already masks.
3066       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3067     } else if (CI != AndRHS) {
3068       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3069       return &TheAnd;
3070     }
3071     break;
3072   }
3073   case Instruction::AShr:
3074     // Signed shr.
3075     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3076     // with an and.
3077     if (Op->hasOneUse()) {
3078       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3079       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3080       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3081       Constant *C = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3082       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3083         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3084         // Make the argument unsigned.
3085         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3086         ShVal = InsertNewInstBefore(
3087             BinaryOperator::createLShr(ShVal, OpRHS, 
3088                                    Op->getName()), TheAnd);
3089         return BinaryOperator::createAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3090       }
3091     }
3092     break;
3093   }
3094   return 0;
3095 }
3096
3097
3098 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3099 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3100 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3101 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3102 /// insert new instructions.
3103 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3104                                            bool isSigned, bool Inside, 
3105                                            Instruction &IB) {
3106   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3107             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3108          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3109     
3110   if (Inside) {
3111     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3112       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3113
3114     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3115     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3116       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3117         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3118       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3119     }
3120
3121     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3122     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3123     Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3124     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3125     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3126     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3127   }
3128
3129   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3130     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3131
3132   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3133   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3134   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3135     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3136         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3137     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3138   }
3139
3140   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3141   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3142   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3143   Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3144   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3145   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3146   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3147 }
3148
3149 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3150 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3151 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3152 // not, since all 1s are not contiguous.
3153 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3154   const APInt& V = Val->getValue();
3155   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3156   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3157
3158   // look for the first zero bit after the run of ones
3159   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3160   // look for the first non-zero bit
3161   ME = V.getActiveBits(); 
3162   return true;
3163 }
3164
3165 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3166 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3167 /// the following xforms:
3168 /// 
3169 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3170 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3171 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3172 ///
3173 /// return (A +/- B).
3174 ///
3175 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3176                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3177                                         Instruction &I) {
3178   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3179   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3180       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3181
3182   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3183
3184   switch (LHSI->getOpcode()) {
3185   default: return 0;
3186   case Instruction::And:
3187     if (And(N, Mask) == Mask) {
3188       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3189       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3190            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3191           Mask->getValue().getBitWidth())
3192         break;
3193
3194       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3195       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3196       // is all N is, ignore it.
3197       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3198       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3199         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3200         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3201         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3202           break;
3203       }
3204     }
3205     return 0;
3206   case Instruction::Or:
3207   case Instruction::Xor:
3208     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3209     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3210          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3211         && And(N, Mask)->isZero())
3212       break;
3213     return 0;
3214   }
3215   
3216   Instruction *New;
3217   if (isSub)
3218     New = BinaryOperator::createSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3219   else
3220     New = BinaryOperator::createAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3221   return InsertNewInstBefore(New, I);
3222 }
3223
3224 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
3225   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3226   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3227
3228   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
3229     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3230
3231   // and X, X = X
3232   if (Op0 == Op1)
3233     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3234
3235   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3236   // purpose is to compute bits we don't care about.
3237   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3238     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3239     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3240     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3241                              KnownZero, KnownOne))
3242       return &I;
3243   } else {
3244     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3245       if (CP->isAllOnesValue())
3246         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
3247     }
3248   }
3249   
3250   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3251     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
3252     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
3253
3254     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
3255     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
3256       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
3257       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
3258       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
3259       switch (Op0I->getOpcode()) {
3260       case Instruction::Xor:
3261       case Instruction::Or:
3262         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
3263         if (Op0I->hasOneUse()) {
3264           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
3265             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
3266             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::createAnd(Op0RHS, AndRHS,
3267                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
3268             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
3269             return BinaryOperator::create(
3270                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
3271           }
3272           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
3273               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
3274             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
3275             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::createAnd(Op0LHS, AndRHS,
3276                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
3277             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
3278             return BinaryOperator::create(
3279                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
3280           }
3281         }
3282
3283         break;
3284       case Instruction::Add:
3285         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3286         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3287         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3288         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
3289           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
3290         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
3291           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
3292         break;
3293
3294       case Instruction::Sub:
3295         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3296         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3297         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3298         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
3299           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
3300         break;
3301       }
3302
3303       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
3304         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
3305           return Res;
3306     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3307       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
3308       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
3309       // frequently occurs for bitfield accesses.
3310       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
3311         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
3312             CastOp->getNumOperands() == 2)
3313           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1)))
3314             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
3315               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
3316               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
3317               // This will fold the two constants together, which may allow 
3318               // other simplifications.
3319               Instruction *NewCast = CastInst::createTruncOrBitCast(
3320                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
3321                 CastOp->getName()+".shrunk");
3322               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
3323               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
3324               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3325               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
3326               return BinaryOperator::createAnd(NewCast, C3);
3327             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
3328               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
3329               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
3330               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3331               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)   // trunc(C1)&C2
3332                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
3333             }
3334       }
3335     }
3336
3337     // Try to fold constant and into select arguments.
3338     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3339       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3340         return R;
3341     if (isa<PHINode>(Op0))
3342       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3343         return NV;
3344   }
3345
3346   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
3347   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
3348
3349   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
3350     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3351
3352   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
3353   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3354     Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
3355                                                I.getName()+".demorgan");
3356     InsertNewInstBefore(Or, I);
3357     return BinaryOperator::createNot(Or);
3358   }
3359   
3360   {
3361     Value *A = 0, *B = 0;
3362     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))
3363       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
3364         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3365     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))
3366       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
3367         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3368     
3369     if (Op0->hasOneUse() &&
3370         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3371       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
3372         I.swapOperands();     // Simplify below
3373         std::swap(Op0, Op1);
3374       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
3375         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
3376         I.swapOperands();     // Simplify below
3377         std::swap(Op0, Op1);
3378       }
3379     }
3380     if (Op1->hasOneUse() &&
3381         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3382       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
3383         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
3384         std::swap(A, B);
3385       }
3386       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
3387         Instruction *NotB = BinaryOperator::createNot(B, "tmp");
3388         InsertNewInstBefore(NotB, I);
3389         return BinaryOperator::createAnd(A, NotB);
3390       }
3391     }
3392   }
3393   
3394   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
3395     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3396     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3397       return R;
3398
3399     Value *LHSVal, *RHSVal;
3400     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3401     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3402     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
3403       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
3404         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) & (X icmp C2)
3405             // ICMP_[GL]E X, CST is folded to ICMP_[GL]T elsewhere.
3406             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3407             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3408             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3409             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE) {
3410           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3411           ICmpInst::Predicate GT = ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ? 
3412             ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
3413           Constant *Cmp = ConstantExpr::getICmp(GT, LHSCst, RHSCst);
3414           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
3415           if (cast<ConstantInt>(Cmp)->getZExtValue()) {
3416             std::swap(LHS, RHS);
3417             std::swap(LHSCst, RHSCst);
3418             std::swap(LHSCC, RHSCC);
3419           }
3420
3421           // At this point, we know we have have two icmp instructions
3422           // comparing a value against two constants and and'ing the result
3423           // together.  Because of the above check, we know that we only have
3424           // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3425           // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3426           // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3427           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3428
3429           switch (LHSCC) {
3430           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3431           case ICmpInst::ICMP_EQ:
3432             switch (RHSCC) {
3433             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3434             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3435             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3436             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3437               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3438             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3439             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3440             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3441               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3442             }
3443           case ICmpInst::ICMP_NE:
3444             switch (RHSCC) {
3445             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3446             case ICmpInst::ICMP_ULT:
3447               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3448                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSVal, LHSCst);
3449               break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3450             case ICmpInst::ICMP_SLT:
3451               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3452                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSVal, LHSCst);
3453               break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3454             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3455             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3456             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3457               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3458             case ICmpInst::ICMP_NE:
3459               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3460                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3461                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
3462                                                       LHSVal->getName()+".off");
3463                 InsertNewInstBefore(Add, I);
3464                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3465                                     ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3466               }
3467               break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3468             }
3469             break;
3470           case ICmpInst::ICMP_ULT:
3471             switch (RHSCC) {
3472             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3473             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3474             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3475               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3476             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3477               break;
3478             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3479             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3480               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3481             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3482               break;
3483             }
3484             break;
3485           case ICmpInst::ICMP_SLT:
3486             switch (RHSCC) {
3487             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3488             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3489             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3490               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3491             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3492               break;
3493             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3494             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3495               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3496             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3497               break;
3498             }
3499             break;
3500           case ICmpInst::ICMP_UGT:
3501             switch (RHSCC) {
3502             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3503             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X > 13
3504               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3505             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3506               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3507             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3508               break;
3509             case ICmpInst::ICMP_NE:
3510               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3511                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
3512               break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3513             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) ->(X-14) <u 1
3514               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, 
3515                                      true, I);
3516             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3517               break;
3518             }
3519             break;
3520           case ICmpInst::ICMP_SGT:
3521             switch (RHSCC) {
3522             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3523             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X s> 13
3524               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3525             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3526               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3527             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3528               break;
3529             case ICmpInst::ICMP_NE:
3530               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3531                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
3532               break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3533             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) ->(X-14) s< 1
3534               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, 
3535                                      true, I);
3536             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3537               break;
3538             }
3539             break;
3540           }
3541         }
3542   }
3543
3544   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
3545   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
3546     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
3547       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
3548         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
3549         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
3550             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
3551             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
3552                               I.getType(), TD) &&
3553             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
3554                               I.getType(), TD)) {
3555           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createAnd(Op0C->getOperand(0),
3556                                                          Op1C->getOperand(0),
3557                                                          I.getName());
3558           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
3559           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
3560         }
3561       }
3562     
3563   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
3564   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
3565     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
3566       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
3567           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
3568           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
3569         Instruction *NewOp =
3570           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(SI0->getOperand(0),
3571                                                         SI1->getOperand(0),
3572                                                         SI0->getName()), I);
3573         return BinaryOperator::create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
3574                                       SI1->getOperand(1));
3575       }
3576   }
3577
3578   return Changed ? &I : 0;
3579 }
3580
3581 /// CollectBSwapParts - Look to see if the specified value defines a single byte
3582 /// in the result.  If it does, and if the specified byte hasn't been filled in
3583 /// yet, fill it in and return false.
3584 static bool CollectBSwapParts(Value *V, SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
3585   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
3586   if (I == 0) return true;
3587
3588   // If this is an or instruction, it is an inner node of the bswap.
3589   if (I->getOpcode() == Instruction::Or)
3590     return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), ByteValues) ||
3591            CollectBSwapParts(I->getOperand(1), ByteValues);
3592   
3593   uint32_t BitWidth = I->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
3594   // If this is a shift by a constant int, and it is "24", then its operand
3595   // defines a byte.  We only handle unsigned types here.
3596   if (I->isShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
3597     // Not shifting the entire input by N-1 bytes?
3598     if (cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(BitWidth) !=
3599         8*(ByteValues.size()-1))
3600       return true;
3601     
3602     unsigned DestNo;
3603     if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
3604       // X << 24 defines the top byte with the lowest of the input bytes.
3605       DestNo = ByteValues.size()-1;
3606     } else {
3607       // X >>u 24 defines the low byte with the highest of the input bytes.
3608       DestNo = 0;
3609     }
3610     
3611     // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
3612     // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
3613     if (ByteValues[DestNo] && ByteValues[DestNo] != I->getOperand(0))
3614       return true;
3615     ByteValues[DestNo] = I->getOperand(0);
3616     return false;
3617   }
3618   
3619   // Otherwise, we can only handle and(shift X, imm), imm).  Bail out of if we
3620   // don't have this.
3621   Value *Shift = 0, *ShiftLHS = 0;
3622   ConstantInt *AndAmt = 0, *ShiftAmt = 0;
3623   if (!match(I, m_And(m_Value(Shift), m_ConstantInt(AndAmt))) ||
3624       !match(Shift, m_Shift(m_Value(ShiftLHS), m_ConstantInt(ShiftAmt))))
3625     return true;
3626   Instruction *SI = cast<Instruction>(Shift);
3627
3628   // Make sure that the shift amount is by a multiple of 8 and isn't too big.
3629   if (ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) & 7 ||
3630       ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) > 8*ByteValues.size())
3631     return true;
3632   
3633   // Turn 0xFF -> 0, 0xFF00 -> 1, 0xFF0000 -> 2, etc.
3634   unsigned DestByte;
3635   if (AndAmt->getValue().getActiveBits() > 64)
3636     return true;
3637   uint64_t AndAmtVal = AndAmt->getZExtValue();
3638   for (DestByte = 0; DestByte != ByteValues.size(); ++DestByte)
3639     if (AndAmtVal == uint64_t(0xFF) << 8*DestByte)
3640       break;
3641   // Unknown mask for bswap.
3642   if (DestByte == ByteValues.size()) return true;
3643   
3644   unsigned ShiftBytes = ShiftAmt->getZExtValue()/8;
3645   unsigned SrcByte;
3646   if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
3647     SrcByte = DestByte - ShiftBytes;
3648   else
3649     SrcByte = DestByte + ShiftBytes;
3650   
3651   // If the SrcByte isn't a bswapped value from the DestByte, reject it.
3652   if (SrcByte != ByteValues.size()-DestByte-1)
3653     return true;
3654   
3655   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
3656   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
3657   if (ByteValues[DestByte] && ByteValues[DestByte] != SI->getOperand(0))
3658     return true;
3659   ByteValues[DestByte] = SI->getOperand(0);
3660   return false;
3661 }
3662
3663 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
3664 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
3665 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
3666   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
3667   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16) 
3668     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
3669   
3670   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
3671   /// defines each byte.
3672   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
3673   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
3674     
3675   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
3676   if (CollectBSwapParts(I.getOperand(0), ByteValues) ||
3677       CollectBSwapParts(I.getOperand(1), ByteValues))
3678     return 0;
3679   
3680   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
3681   Value *V = ByteValues[0];
3682   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
3683   
3684   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
3685   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
3686     if (ByteValues[i] != V)
3687       return 0;
3688   const Type *Tys[] = { ITy, ITy };
3689   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
3690   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 2);
3691   return new CallInst(F, V);
3692 }
3693
3694
3695 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
3696   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3697   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3698
3699   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
3700     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
3701
3702   // or X, X = X
3703   if (Op0 == Op1)
3704     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3705
3706   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3707   // purpose is to compute bits we don't care about.
3708   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3709     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3710     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3711     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3712                              KnownZero, KnownOne))
3713       return &I;
3714   }
3715   
3716   // or X, -1 == -1
3717   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3718     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
3719     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
3720     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
3721       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS);
3722       InsertNewInstBefore(Or, I);
3723       Or->takeName(Op0);
3724       return BinaryOperator::createAnd(Or, 
3725                ConstantInt::get(RHS->getValue() | C1->getValue()));
3726     }
3727
3728     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
3729     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
3730       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS);
3731       InsertNewInstBefore(Or, I);
3732       Or->takeName(Op0);
3733       return BinaryOperator::createXor(Or,
3734                  ConstantInt::get(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
3735     }
3736
3737     // Try to fold constant and into select arguments.
3738     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3739       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3740         return R;
3741     if (isa<PHINode>(Op0))
3742       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3743         return NV;
3744   }
3745
3746   Value *A = 0, *B = 0;
3747   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
3748
3749   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
3750     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
3751       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3752   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
3753     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
3754       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3755
3756   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
3757   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
3758   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
3759       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
3760       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
3761        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
3762     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
3763       return BSwap;
3764   }
3765   
3766   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
3767   if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
3768       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
3769     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op1);
3770     InsertNewInstBefore(NOr, I);
3771     NOr->takeName(Op0);
3772     return BinaryOperator::createXor(NOr, C1);
3773   }
3774
3775   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
3776   if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
3777       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
3778     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op0);
3779     InsertNewInstBefore(NOr, I);
3780     NOr->takeName(Op0);
3781     return BinaryOperator::createXor(NOr, C1);
3782   }
3783
3784   // (A & C)|(B & D)
3785   Value *C, *D;
3786   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
3787       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
3788     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
3789     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
3790     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
3791     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
3792       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
3793       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
3794       // replace with V+N.
3795       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
3796         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
3797             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
3798           // Add commutes, try both ways.
3799           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
3800             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
3801           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
3802             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
3803         }
3804         // Or commutes, try both ways.
3805         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
3806             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
3807           // Add commutes, try both ways.
3808           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
3809             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
3810           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
3811             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
3812         }
3813       }
3814       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
3815     }
3816     
3817     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
3818     // terms for V1 & (V2|V3).
3819     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
3820       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
3821         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
3822       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
3823         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
3824       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
3825         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
3826       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
3827         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
3828       
3829       if (V1) {
3830         Value *Or =
3831           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createOr(V2, V3, "tmp"), I);
3832         return BinaryOperator::createAnd(V1, Or);
3833       }
3834       
3835       // (V1 & V3)|(V2 & ~V3) -> ((V1 ^ V2) & V3) ^ V2
3836       if (isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3837         // Try all combination of terms to find V3 and ~V3.
3838         if (A->hasOneUse() && match(A, m_Not(m_Value(V3)))) {
3839           if (V3 == B)
3840             V1 = D, V2 = C;
3841           else if (V3 == D)
3842             V1 = B, V2 = C;
3843         }
3844         if (B->hasOneUse() && match(B, m_Not(m_Value(V3)))) {
3845           if (V3 == A)
3846             V1 = C, V2 = D;
3847           else if (V3 == C)
3848             V1 = A, V2 = D;
3849         }
3850         if (C->hasOneUse() && match(C, m_Not(m_Value(V3)))) {
3851           if (V3 == B)
3852             V1 = D, V2 = A;
3853           else if (V3 == D)
3854             V1 = B, V2 = A;
3855         }
3856         if (D->hasOneUse() && match(D, m_Not(m_Value(V3)))) {
3857           if (V3 == A)
3858             V1 = C, V2 = B;
3859           else if (V3 == C)
3860             V1 = A, V2 = B;
3861         }
3862         if (V1) {
3863           A = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(V1, V2, "tmp"), I);
3864           A = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(A, V3, "tmp"), I);
3865           return BinaryOperator::createXor(A, V2);
3866         }
3867       }
3868     }
3869   }
3870   
3871   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
3872   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
3873     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
3874       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
3875           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
3876           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
3877         Instruction *NewOp =
3878         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createOr(SI0->getOperand(0),
3879                                                      SI1->getOperand(0),
3880                                                      SI0->getName()), I);
3881         return BinaryOperator::create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
3882                                       SI1->getOperand(1));
3883       }
3884   }
3885
3886   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {   // ~A | Op1
3887     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
3888       return ReplaceInstUsesWith(I,
3889                                 ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
3890   } else {
3891     A = 0;
3892   }
3893   // Note, A is still live here!
3894   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)))) {   // Op0 | ~B
3895     if (Op0 == B)
3896       return ReplaceInstUsesWith(I,
3897                                 ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
3898
3899     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
3900     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3901       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(A, B,
3902                                               I.getName()+".demorgan"), I);
3903       return BinaryOperator::createNot(And);
3904     }
3905   }
3906
3907   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3908   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
3909     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3910       return R;
3911
3912     Value *LHSVal, *RHSVal;
3913     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3914     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3915     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
3916       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
3917         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) | (X icmp C2)
3918             // icmp [us][gl]e x, cst is folded to icmp [us][gl]t elsewhere.
3919             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3920             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3921             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3922             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3923             // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
3924             PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
3925           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3926           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
3927           bool NeedsSwap;
3928           if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC))
3929             NeedsSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
3930           else
3931             NeedsSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
3932             
3933           if (NeedsSwap) {
3934             std::swap(LHS, RHS);
3935             std::swap(LHSCst, RHSCst);
3936             std::swap(LHSCC, RHSCC);
3937           }
3938
3939           // At this point, we know we have have two icmp instructions
3940           // comparing a value against two constants and or'ing the result
3941           // together.  Because of the above check, we know that we only have
3942           // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
3943           // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
3944           // equal.
3945           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3946
3947           switch (LHSCC) {
3948           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3949           case ICmpInst::ICMP_EQ:
3950             switch (RHSCC) {
3951             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3952             case ICmpInst::ICMP_EQ:
3953               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {// (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
3954                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3955                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
3956                                                       LHSVal->getName()+".off");
3957                 InsertNewInstBefore(Add, I);
3958                 AddCST = Subtract(AddOne(RHSCst), LHSCst);
3959                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
3960               }
3961               break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
3962             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
3963             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
3964               break;
3965             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
3966             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
3967             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
3968               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3969             }
3970             break;
3971           case ICmpInst::ICMP_NE:
3972             switch (RHSCC) {
3973             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3974             case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
3975             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
3976             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
3977               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3978             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
3979             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
3980             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
3981               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
3982             }
3983             break;
3984           case ICmpInst::ICMP_ULT:
3985             switch (RHSCC) {
3986             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3987             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
3988               break;
3989             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) ->(X-13) u> 2
3990               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, 
3991                                      false, I);
3992             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
3993               break;
3994             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
3995             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
3996               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3997             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
3998               break;
3999             }
4000             break;
4001           case ICmpInst::ICMP_SLT:
4002             switch (RHSCC) {
4003             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4004             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4005               break;
4006             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) ->(X-13) s> 2
4007               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, 
4008                                      false, I);
4009             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4010               break;
4011             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4012             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4013               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4014             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4015               break;
4016             }
4017             break;
4018           case ICmpInst::ICMP_UGT:
4019             switch (RHSCC) {
4020             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4021             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4022             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4023               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4024             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4025               break;
4026             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4027             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4028               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4029             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4030               break;
4031             }
4032             break;
4033           case ICmpInst::ICMP_SGT:
4034             switch (RHSCC) {
4035             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4036             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4037             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4038               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4039             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4040               break;
4041             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4042             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4043               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4044             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4045               break;
4046             }
4047             break;
4048           }
4049         }
4050   }
4051     
4052   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4053   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
4054     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4055       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4056         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4057         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4058             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4059             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4060                               I.getType(), TD) &&
4061             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4062                               I.getType(), TD)) {
4063           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createOr(Op0C->getOperand(0),
4064                                                         Op1C->getOperand(0),
4065                                                         I.getName());
4066           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4067           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4068         }
4069       }
4070       
4071
4072   return Changed ? &I : 0;
4073 }
4074
4075 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
4076 struct XorSelf {
4077   Value *RHS;
4078   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
4079   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
4080   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
4081     return &Xor;
4082   }
4083 };
4084
4085
4086 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
4087   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4088   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4089
4090   if (isa<UndefValue>(Op1))
4091     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
4092
4093   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
4094   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
4095     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?");
4096     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4097   }
4098   
4099   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4100   // purpose is to compute bits we don't care about.
4101   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4102     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4103     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4104     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4105                              KnownZero, KnownOne))
4106       return &I;
4107   }
4108
4109   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4110     // xor (icmp A, B), true = not (icmp A, B) = !icmp A, B
4111     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4112       if (RHS == ConstantInt::getTrue() && ICI->hasOneUse())
4113         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
4114                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
4115
4116     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4117       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
4118       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
4119         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
4120           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
4121           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
4122                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
4123           return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
4124         }
4125
4126       // ~(~X & Y) --> (X | ~Y)
4127       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And && RHS->isAllOnesValue()) {
4128         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
4129         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
4130           Instruction *NotY =
4131             BinaryOperator::createNot(Op0I->getOperand(1),
4132                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
4133           InsertNewInstBefore(NotY, I);
4134           return BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, NotY);
4135         }
4136       }
4137           
4138       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
4139         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
4140           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
4141           if (RHS->isAllOnesValue()) {
4142             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
4143             return BinaryOperator::createSub(
4144                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
4145                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
4146                                           Op0I->getOperand(0));
4147           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
4148             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
4149             Constant *C = ConstantInt::get(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
4150             return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(0), C);
4151
4152           }
4153         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4154           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
4155           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
4156             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
4157             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
4158             // NewRHS.
4159             Constant *CommonBits = And(Op0CI, RHS);
4160             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
4161                                           ConstantExpr::getNot(CommonBits));
4162             AddToWorkList(Op0I);
4163             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
4164             I.setOperand(1, NewRHS);
4165             return &I;
4166           }
4167         }
4168     }
4169
4170     // Try to fold constant and into select arguments.
4171     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4172       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4173         return R;
4174     if (isa<PHINode>(Op0))
4175       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4176         return NV;
4177   }
4178
4179   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
4180     if (X == Op1)
4181       return ReplaceInstUsesWith(I,
4182                                 ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
4183
4184   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
4185     if (X == Op0)
4186       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
4187
4188   
4189   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
4190   if (Op1I) {
4191     Value *A, *B;
4192     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4193       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
4194         Op1I->swapOperands();
4195         I.swapOperands();
4196         std::swap(Op0, Op1);
4197       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
4198         I.swapOperands();     // Simplified below.
4199         std::swap(Op0, Op1);
4200       }
4201     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4202       if (Op0 == A)                                          // A^(A^B) == B
4203         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4204       else if (Op0 == B)                                     // A^(B^A) == B
4205         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4206     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op1I->hasOneUse()){
4207       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
4208         Op1I->swapOperands();
4209         std::swap(A, B);
4210       }
4211       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
4212         I.swapOperands();     // Simplified below.
4213         std::swap(Op0, Op1);
4214       }
4215     }
4216   }
4217   
4218   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
4219   if (Op0I) {
4220     Value *A, *B;
4221     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()) {
4222       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
4223         std::swap(A, B);
4224       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
4225         Instruction *NotB =
4226           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(Op1, "tmp"), I);
4227         return BinaryOperator::createAnd(A, NotB);
4228       }
4229     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4230       if (Op1 == A)                                          // (A^B)^A == B
4231         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4232       else if (Op1 == B)                                     // (B^A)^A == B
4233         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4234     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()){
4235       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
4236         std::swap(A, B);
4237       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
4238           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
4239         Instruction *N =
4240           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(A, "tmp"), I);
4241         return BinaryOperator::createAnd(N, Op1);
4242       }
4243     }
4244   }
4245   
4246   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
4247   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
4248       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
4249       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
4250       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
4251     Instruction *NewOp =
4252       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(Op0I->getOperand(0),
4253                                                     Op1I->getOperand(0),
4254                                                     Op0I->getName()), I);
4255     return BinaryOperator::create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
4256                                   Op1I->getOperand(1));
4257   }
4258     
4259   if (Op0I && Op1I) {
4260     Value *A, *B, *C, *D;
4261     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
4262     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4263         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4264       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4265         return BinaryOperator::createXor(A, B);
4266     }
4267     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
4268     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4269         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4270       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4271         return BinaryOperator::createXor(A, B);
4272     }
4273     
4274     // (A & B)^(C & D)
4275     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
4276         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4277         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4278       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
4279       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
4280       if (A == C)
4281         X = A, Y = B, Z = D;
4282       else if (A == D)
4283         X = A, Y = B, Z = C;
4284       else if (B == C)
4285         X = B, Y = A, Z = D;
4286       else if (B == D)
4287         X = B, Y = A, Z = C;
4288       
4289       if (X) {
4290         Instruction *NewOp =
4291         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
4292         return BinaryOperator::createAnd(NewOp, X);
4293       }
4294     }
4295   }
4296     
4297   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4298   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
4299     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4300       return R;
4301
4302   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
4303   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) 
4304     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4305       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
4306         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4307         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4308             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4309             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4310                               I.getType(), TD) &&
4311             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4312                               I.getType(), TD)) {
4313           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createXor(Op0C->getOperand(0),
4314                                                          Op1C->getOperand(0),
4315                                                          I.getName());
4316           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4317           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4318         }
4319       }
4320
4321   return Changed ? &I : 0;
4322 }
4323
4324 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
4325 /// overflowed for this type.
4326 static bool AddWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
4327                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
4328   Result = cast<ConstantInt>(Add(In1, In2));
4329
4330   if (IsSigned)
4331     if (In2->getValue().isNegative())
4332       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
4333     else
4334       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
4335   else
4336     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
4337 }
4338
4339 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
4340 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
4341 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
4342 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
4343   TargetData &TD = IC.getTargetData();
4344   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
4345   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
4346   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
4347
4348   // Build a mask for high order bits.
4349   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSize()*8;
4350   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
4351
4352   for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
4353     Value *Op = GEP->getOperand(i);
4354     uint64_t Size = TD.getTypeSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
4355     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
4356       if (OpC->isZero()) continue;
4357       
4358       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
4359       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
4360         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
4361         
4362         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
4363           Result = ConstantInt::get(RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
4364         else
4365           Result = IC.InsertNewInstBefore(
4366                    BinaryOperator::createAdd(Result,
4367                                              ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
4368                                              GEP->getName()+".offs"), I);
4369         continue;
4370       }
4371       
4372       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
4373       Constant *OC = ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
4374       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale);
4375       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
4376         Result = ConstantExpr::getAdd(RC, Scale);
4377       else {
4378         // Emit an add instruction.
4379         Result = IC.InsertNewInstBefore(
4380            BinaryOperator::createAdd(Result, Scale,
4381                                      GEP->getName()+".offs"), I);
4382       }
4383       continue;
4384     }
4385     // Convert to correct type.
4386     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
4387       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
4388         Op = ConstantExpr::getSExt(OpC, IntPtrTy);
4389       else
4390         Op = IC.InsertNewInstBefore(new SExtInst(Op, IntPtrTy,
4391                                                  Op->getName()+".c"), I);
4392     }
4393     if (Size != 1) {
4394       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
4395       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
4396         Op = ConstantExpr::getMul(OpC, Scale);
4397       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
4398         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createMul(Op, Scale,
4399                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
4400     }
4401
4402     // Emit an add instruction.
4403     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
4404       Result = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(Op),
4405                                     cast<Constant>(Result));
4406     else
4407       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(Op, Result,
4408                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
4409   }
4410   return Result;
4411 }
4412
4413 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
4414 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
4415 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
4416                                        ICmpInst::Predicate Cond,
4417                                        Instruction &I) {
4418   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
4419
4420   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(RHS))
4421     if (isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType()))
4422       RHS = CI->getOperand(0);
4423
4424   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
4425   if (PtrBase == RHS) {
4426     // As an optimization, we don't actually have to compute the actual value of
4427     // OFFSET if this is a icmp_eq or icmp_ne comparison, just return whether 
4428     // each index is zero or not.
4429     if (Cond == ICmpInst::ICMP_EQ || Cond == ICmpInst::ICMP_NE) {
4430       Instruction *InVal = 0;
4431       gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPLHS);
4432       for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
4433         bool EmitIt = true;
4434         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))) {
4435           if (isa<UndefValue>(C))  // undef index -> undef.
4436             return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
4437           if (C->isNullValue())
4438             EmitIt = false;
4439           else if (TD->getTypeSize(GTI.getIndexedType()) == 0) {
4440             EmitIt = false;  // This is indexing into a zero sized array?
4441           } else if (isa<ConstantInt>(C))
4442             return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
4443                                  ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4444                                                   Cond == ICmpInst::ICMP_NE));
4445         }
4446
4447         if (EmitIt) {
4448           Instruction *Comp =
4449             new ICmpInst(Cond, GEPLHS->getOperand(i),
4450                     Constant::getNullValue(GEPLHS->getOperand(i)->getType()));
4451           if (InVal == 0)
4452             InVal = Comp;
4453           else {
4454             InVal = InsertNewInstBefore(InVal, I);
4455             InsertNewInstBefore(Comp, I);
4456             if (Cond == ICmpInst::ICMP_NE)   // True if any are unequal
4457               InVal = BinaryOperator::createOr(InVal, Comp);
4458             else                              // True if all are equal
4459               InVal = BinaryOperator::createAnd(InVal, Comp);
4460           }
4461         }
4462       }
4463
4464       if (InVal)
4465         return InVal;
4466       else
4467         // No comparison is needed here, all indexes = 0
4468         ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4469                                                 Cond == ICmpInst::ICMP_EQ));
4470     }
4471
4472     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
4473     // the result to fold to a constant!
4474     if (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) {
4475       // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
4476       Value *Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
4477       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
4478                           Constant::getNullValue(Offset->getType()));
4479     }
4480   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
4481     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
4482     // compare the base pointer.
4483     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
4484       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
4485       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
4486                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
4487       if (IndicesTheSame)
4488         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4489           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
4490             IndicesTheSame = false;
4491             break;
4492           }
4493
4494       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
4495       if (IndicesTheSame)
4496         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
4497                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
4498
4499       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
4500       // different, bail out.
4501       return 0;
4502     }
4503
4504     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
4505     bool AllZeros = true;
4506     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4507       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
4508           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
4509         AllZeros = false;
4510         break;
4511       }
4512     if (AllZeros)
4513       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
4514                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
4515
4516     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
4517     AllZeros = true;
4518     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4519       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
4520           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
4521         AllZeros = false;
4522         break;
4523       }
4524     if (AllZeros)
4525       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
4526
4527     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
4528       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
4529       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
4530       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
4531       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4532         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
4533           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
4534                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
4535             // Irreconcilable differences.
4536             NumDifferences = 2;
4537             break;
4538           } else {
4539             if (NumDifferences++) break;
4540             DiffOperand = i;
4541           }
4542         }
4543
4544       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
4545         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
4546                                    ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4547                                                     Cond == ICmpInst::ICMP_EQ));
4548       else if (NumDifferences == 1) {
4549         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
4550         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
4551         // Make sure we do a signed comparison here.
4552         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
4553       }
4554     }
4555
4556     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
4557     // the result to fold to a constant!
4558     if ((isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
4559         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
4560       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
4561       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
4562       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
4563       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
4564     }
4565   }
4566   return 0;
4567 }
4568
4569 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
4570   bool Changed = SimplifyCompare(I);
4571   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4572
4573   // Fold trivial predicates.
4574   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4575     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Type::Int1Ty));
4576   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4577     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4578   
4579   // Simplify 'fcmp pred X, X'
4580   if (Op0 == Op1) {
4581     switch (I.getPredicate()) {
4582     default: assert(0 && "Unknown predicate!");
4583     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
4584     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
4585     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
4586       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4587     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
4588     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
4589     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
4590       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
4591       
4592     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
4593     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
4594     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
4595     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
4596       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
4597       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
4598       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
4599       return &I;
4600       
4601     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
4602     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
4603     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
4604     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
4605       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
4606       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
4607       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
4608       return &I;
4609     }
4610   }
4611     
4612   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
4613     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
4614
4615   // Handle fcmp with constant RHS
4616   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
4617     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
4618       switch (LHSI->getOpcode()) {
4619       case Instruction::PHI:
4620         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4621           return NV;
4622         break;
4623       case Instruction::Select:
4624         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
4625         // comparison into the select arms, which will cause one to be
4626         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
4627         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
4628         if (LHSI->hasOneUse()) {
4629           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
4630             // Fold the known value into the constant operand.
4631             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
4632             // Insert a new FCmp of the other select operand.
4633             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
4634                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
4635                                                       I.getName()), I);
4636           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
4637             // Fold the known value into the constant operand.
4638             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
4639             // Insert a new FCmp of the other select operand.
4640             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
4641                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
4642                                                       I.getName()), I);
4643           }
4644         }
4645
4646         if (Op1)
4647           return new SelectInst(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
4648         break;
4649       }
4650   }
4651
4652   return Changed ? &I : 0;
4653 }
4654
4655 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
4656   bool Changed = SimplifyCompare(I);
4657   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4658   const Type *Ty = Op0->getType();
4659
4660   // icmp X, X
4661   if (Op0 == Op1)
4662     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4663                                                    isTrueWhenEqual(I)));
4664
4665   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
4666     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
4667
4668   // icmp of GlobalValues can never equal each other as long as they aren't
4669   // external weak linkage type.
4670   if (GlobalValue *GV0 = dyn_cast<GlobalValue>(Op0))
4671     if (GlobalValue *GV1 = dyn_cast<GlobalValue>(Op1))
4672       if (!GV0->hasExternalWeakLinkage() || !GV1->hasExternalWeakLinkage())
4673         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
4674                                                        !isTrueWhenEqual(I)));
4675
4676   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
4677   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
4678   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
4679        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
4680       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
4681        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
4682     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4683                                                    !isTrueWhenEqual(I)));
4684
4685   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
4686   if (Ty == Type::Int1Ty) {
4687     switch (I.getPredicate()) {
4688     default: assert(0 && "Invalid icmp instruction!");
4689     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq bool %A, %B -> ~(A^B)
4690       Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
4691       InsertNewInstBefore(Xor, I);
4692       return BinaryOperator::createNot(Xor);
4693     }
4694     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq bool %A, %B -> A^B
4695       return BinaryOperator::createXor(Op0, Op1);
4696
4697     case ICmpInst::ICMP_UGT:
4698     case ICmpInst::ICMP_SGT:
4699       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp gt -> icmp lt
4700       // FALL THROUGH
4701     case ICmpInst::ICMP_ULT:
4702     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp lt bool A, B -> ~X & Y
4703       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
4704       InsertNewInstBefore(Not, I);
4705       return BinaryOperator::createAnd(Not, Op1);
4706     }
4707     case ICmpInst::ICMP_UGE:
4708     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4709       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ge -> icmp le
4710       // FALL THROUGH
4711     case ICmpInst::ICMP_ULE:
4712     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp le bool %A, %B -> ~A | B
4713       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
4714       InsertNewInstBefore(Not, I);
4715       return BinaryOperator::createOr(Not, Op1);
4716     }
4717     }
4718   }
4719
4720   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
4721   // can be folded into the comparison.
4722   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4723     switch (I.getPredicate()) {
4724     default: break;
4725     case ICmpInst::ICMP_ULT:                        // A <u MIN -> FALSE
4726       if (CI->isMinValue(false))
4727         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4728       if (CI->isMaxValue(false))                    // A <u MAX -> A != MAX
4729         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0,Op1);
4730       if (isMinValuePlusOne(CI,false))              // A <u MIN+1 -> A == MIN
4731         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
4732       // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
4733       if (CI->isMinValue(true))
4734         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
4735                             ConstantInt::getAllOnesValue(Op0->getType()));
4736           
4737       break;
4738
4739     case ICmpInst::ICMP_SLT:
4740       if (CI->isMinValue(true))                    // A <s MIN -> FALSE
4741         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4742       if (CI->isMaxValue(true))                    // A <s MAX -> A != MAX
4743         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4744       if (isMinValuePlusOne(CI,true))              // A <s MIN+1 -> A == MIN
4745         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
4746       break;
4747
4748     case ICmpInst::ICMP_UGT:
4749       if (CI->isMaxValue(false))                  // A >u MAX -> FALSE
4750         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4751       if (CI->isMinValue(false))                  // A >u MIN -> A != MIN
4752         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4753       if (isMaxValueMinusOne(CI, false))          // A >u MAX-1 -> A == MAX
4754         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
4755         
4756       // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
4757       if (CI->isMaxValue(true))
4758         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
4759                             ConstantInt::getNullValue(Op0->getType()));
4760       break;
4761
4762     case ICmpInst::ICMP_SGT:
4763       if (CI->isMaxValue(true))                   // A >s MAX -> FALSE
4764         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4765       if (CI->isMinValue(true))                   // A >s MIN -> A != MIN
4766         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4767       if (isMaxValueMinusOne(CI, true))           // A >s MAX-1 -> A == MAX
4768         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
4769       break;
4770
4771     case ICmpInst::ICMP_ULE:
4772       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
4773         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4774       if (CI->isMinValue(false))                 // A <=u MIN -> A == MIN
4775         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4776       if (isMaxValueMinusOne(CI,false))          // A <=u MAX-1 -> A != MAX
4777         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
4778       break;
4779
4780     case ICmpInst::ICMP_SLE:
4781       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
4782         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4783       if (CI->isMinValue(true))                  // A <=s MIN -> A == MIN
4784         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4785       if (isMaxValueMinusOne(CI,true))           // A <=s MAX-1 -> A != MAX
4786         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
4787       break;
4788
4789     case ICmpInst::ICMP_UGE:
4790       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
4791         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4792       if (CI->isMaxValue(false))                 // A >=u MAX -> A == MAX
4793         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4794       if (isMinValuePlusOne(CI,false))           // A >=u MIN-1 -> A != MIN
4795         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
4796       break;
4797
4798     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4799       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
4800         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4801       if (CI->isMaxValue(true))                  // A >=s MAX -> A == MAX
4802         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4803       if (isMinValuePlusOne(CI,true))            // A >=s MIN-1 -> A != MIN
4804         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
4805       break;
4806     }
4807
4808     // If we still have a icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
4809     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  Since the border cases have
4810     // already been handled above, this requires little checking.
4811     //
4812     switch (I.getPredicate()) {
4813       default: break;
4814       case ICmpInst::ICMP_ULE: 
4815         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, AddOne(CI));
4816       case ICmpInst::ICMP_SLE:
4817         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0, AddOne(CI));
4818       case ICmpInst::ICMP_UGE:
4819         return new ICmpInst( ICmpInst::ICMP_UGT, Op0, SubOne(CI));
4820       case ICmpInst::ICMP_SGE:
4821         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0, SubOne(CI));
4822     }
4823     
4824     // See if we can fold the comparison based on bits known to be zero or one
4825     // in the input.
4826     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
4827     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4828     if (SimplifyDemandedBits(Op0, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4829                              KnownZero, KnownOne, 0))
4830       return &I;
4831         
4832     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
4833     // in.
4834     if ((KnownOne | KnownZero) != 0) {
4835       // Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
4836       // EQ and NE we use unsigned values.
4837       APInt Min(BitWidth, 0), Max(BitWidth, 0);
4838       const APInt& RHSVal = CI->getValue();
4839       if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate())) {
4840         ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
4841                                                Max);
4842       } else {
4843         ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
4844                                                  Max);
4845       }
4846       switch (I.getPredicate()) {  // LE/GE have been folded already.
4847       default: assert(0 && "Unknown icmp opcode!");
4848       case ICmpInst::ICMP_EQ:
4849         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
4850           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4851         break;
4852       case ICmpInst::ICMP_NE:
4853         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
4854           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4855         break;
4856       case ICmpInst::ICMP_ULT:
4857         if (Max.ult(RHSVal))
4858           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4859         if (Min.uge(RHSVal))
4860           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4861         break;
4862       case ICmpInst::ICMP_UGT:
4863         if (Min.ugt(RHSVal))
4864           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4865         if (Max.ule(RHSVal))
4866           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4867         break;
4868       case ICmpInst::ICMP_SLT:
4869         if (Max.slt(RHSVal))
4870           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4871         if (Min.sgt(RHSVal))
4872           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4873         break;
4874       case ICmpInst::ICMP_SGT: 
4875         if (Min.sgt(RHSVal))
4876           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4877         if (Max.sle(RHSVal))
4878           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4879         break;
4880       }
4881     }
4882           
4883     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
4884     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
4885     // instruction can be folded into the icmp 
4886     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
4887       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
4888         return Res;
4889   }
4890
4891   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
4892   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
4893     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
4894       switch (LHSI->getOpcode()) {
4895       case Instruction::GetElementPtr:
4896         if (RHSC->isNullValue()) {
4897           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
4898           bool isAllZeros = true;
4899           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
4900             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
4901                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
4902               isAllZeros = false;
4903               break;
4904             }
4905           if (isAllZeros)
4906             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
4907                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
4908         }
4909         break;
4910
4911       case Instruction::PHI:
4912         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4913           return NV;
4914         break;
4915       case Instruction::Select: {
4916         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
4917         // comparison into the select arms, which will cause one to be
4918         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
4919         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
4920         if (LHSI->hasOneUse()) {
4921           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
4922             // Fold the known value into the constant operand.
4923             Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
4924             // Insert a new ICmp of the other select operand.
4925             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
4926                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
4927                                                    I.getName()), I);
4928           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
4929             // Fold the known value into the constant operand.
4930             Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
4931             // Insert a new ICmp of the other select operand.
4932             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
4933                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
4934                                                    I.getName()), I);
4935           }
4936         }
4937
4938         if (Op1)
4939           return new SelectInst(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
4940         break;
4941       }
4942       case Instruction::Malloc:
4943         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
4944         // can assume it is successful and remove the malloc.
4945         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
4946           AddToWorkList(LHSI);
4947           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
4948                                                          !isTrueWhenEqual(I)));
4949         }
4950         break;
4951       }
4952   }
4953
4954   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
4955   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
4956     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
4957       return NI;
4958   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
4959     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
4960                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
4961       return NI;
4962
4963   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
4964   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
4965   // now.
4966   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
4967     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
4968         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
4969       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
4970       // operand, where it can often be eliminated completely.
4971       Op0 = CI->getOperand(0);
4972
4973       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
4974       // so eliminate it as well.
4975       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
4976         Op1 = CI2->getOperand(0);
4977
4978       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
4979       if (Op0->getType() != Op1->getType())
4980         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
4981           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
4982         } else {
4983           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
4984           Op1 = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, Op1, Op0->getType(), I);
4985         }
4986       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
4987     }
4988   }
4989   
4990   if (isa<CastInst>(Op0)) {
4991     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
4992     // This comes up when you have code like
4993     //   int X = A < B;
4994     //   if (X) ...
4995     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
4996     // with a constant or another cast from the same type.
4997     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
4998       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
4999         return R;
5000   }
5001   
5002   if (I.isEquality()) {
5003     Value *A, *B, *C, *D;
5004     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5005       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
5006         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
5007         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
5008                             Constant::getNullValue(A->getType()));
5009       }
5010
5011       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5012         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
5013         if (ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(B))
5014           if (ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D))
5015             if (Op1->hasOneUse()) {
5016               Constant *NC = ConstantInt::get(C1->getValue() ^ C2->getValue());
5017               Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(C, NC, "tmp");
5018               return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
5019                                   InsertNewInstBefore(Xor, I));
5020             }
5021         
5022         // A^B == A^D -> B == D
5023         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
5024         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
5025         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
5026         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
5027       }
5028     }
5029     
5030     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5031         (A == Op0 || B == Op0)) {
5032       // A == (A^B)  ->  B == 0
5033       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
5034       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
5035                           Constant::getNullValue(A->getType()));
5036     }
5037     if (match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op1) {
5038       // (A-B) == A  ->  B == 0
5039       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5040                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5041     }
5042     if (match(Op1, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op0) {
5043       // A == (A-B)  ->  B == 0
5044       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5045                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5046     }
5047     
5048     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
5049     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
5050         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
5051         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5052       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5053       
5054       if (A == C) {
5055         X = B; Y = D; Z = A;
5056       } else if (A == D) {
5057         X = B; Y = C; Z = A;
5058       } else if (B == C) {
5059         X = A; Y = D; Z = B;
5060       } else if (B == D) {
5061         X = A; Y = C; Z = B;
5062       }
5063       
5064       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
5065         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(X, Y, "tmp"), I);
5066         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
5067         I.setOperand(0, Op1);
5068         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
5069         return &I;
5070       }
5071     }
5072   }
5073   return Changed ? &I : 0;
5074 }
5075
5076 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
5077 ///
5078 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
5079                                                           Instruction *LHSI,
5080                                                           ConstantInt *RHS) {
5081   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
5082   
5083   switch (LHSI->getOpcode()) {
5084   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
5085     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
5086       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
5087       // fold the xor.
5088       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0 ||
5089           ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue()) {
5090         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
5091         
5092         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
5093         // the operation, just stop using the Xor.
5094         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
5095           ICI.setOperand(0, CompareVal);
5096           AddToWorkList(LHSI);
5097           return &ICI;
5098         }
5099         
5100         // Was the old condition true if the operand is positive?
5101         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
5102         
5103         // If so, the new one isn't.
5104         isTrueIfPositive ^= true;
5105         
5106         if (isTrueIfPositive)
5107           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal, SubOne(RHS));
5108         else
5109           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal, AddOne(RHS));
5110       }
5111     }
5112     break;
5113   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
5114     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
5115         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
5116       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5117       
5118       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
5119       // and/compare to be the input width without changing the value
5120       // produced, eliminating a cast.
5121       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
5122         // We can do this transformation if either the AND constant does not
5123         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
5124         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
5125         // bit would not work.
5126         if (Cast->hasOneUse() &&
5127             (ICI.isEquality() || AndCST->getValue().isPositive() && 
5128              RHSV.isPositive())) {
5129           uint32_t BitWidth = 
5130             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
5131           APInt NewCST = AndCST->getValue();
5132           NewCST.zext(BitWidth);
5133           APInt NewCI = RHSV;
5134           NewCI.zext(BitWidth);
5135           Instruction *NewAnd = 
5136             BinaryOperator::createAnd(Cast->getOperand(0),
5137                                       ConstantInt::get(NewCST),LHSI->getName());
5138           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5139           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
5140                               ConstantInt::get(NewCI));
5141         }
5142       }
5143       
5144       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
5145       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
5146       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
5147       // access.
5148       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
5149       if (Shift && !Shift->isShift())
5150         Shift = 0;
5151       
5152       ConstantInt *ShAmt;
5153       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
5154       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
5155       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
5156       
5157       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
5158       // into the mask.  This can only happen with signed shift
5159       // rights, as they sign-extend.
5160       if (ShAmt) {
5161         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
5162         if (!CanFold) {
5163           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
5164           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
5165           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
5166           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
5167           
5168           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
5169           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
5170                AndCST->getValue()) == 0)
5171             CanFold = true;
5172         }
5173         
5174         if (CanFold) {
5175           Constant *NewCst;
5176           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5177             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
5178           else
5179             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
5180           
5181           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
5182           // compared.
5183           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != RHS) {
5184             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
5185             // As a special case, check to see if this means that the
5186             // result is always true or false now.
5187             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
5188               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5189             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
5190               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5191           } else {
5192             ICI.setOperand(1, NewCst);
5193             Constant *NewAndCST;
5194             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5195               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
5196             else
5197               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
5198             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
5199             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
5200             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
5201             AddUsesToWorkList(ICI);
5202             return &ICI;
5203           }
5204         }
5205       }
5206       
5207       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
5208       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
5209       // of a loop if Y is invariant and X is not.
5210       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
5211           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
5212           isa<Instruction>(Shift->getOperand(0))) {
5213         // Compute C << Y.
5214         Value *NS;
5215         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
5216           NS = BinaryOperator::createShl(AndCST, 
5217                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
5218         } else {
5219           // Insert a logical shift.
5220           NS = BinaryOperator::createLShr(AndCST,
5221                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
5222         }
5223         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
5224         
5225         // Compute X & (C << Y).
5226         Instruction *NewAnd = 
5227           BinaryOperator::createAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
5228         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5229         
5230         ICI.setOperand(0, NewAnd);
5231         return &ICI;
5232       }
5233     }
5234     break;
5235     
5236   case Instruction::Shl:         // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
5237     if (ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
5238       if (ICI.isEquality()) {
5239         uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
5240         
5241         // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
5242         // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
5243         // simplified.
5244         if (ShAmt->uge(TypeBits))
5245           break;
5246         
5247         // If we are comparing against bits always shifted out, the
5248         // comparison cannot succeed.
5249         Constant *Comp =
5250           ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt), ShAmt);
5251         if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
5252           bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5253           Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
5254           return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
5255         }
5256         
5257         if (LHSI->hasOneUse()) {
5258           // Otherwise strength reduce the shift into an and.
5259           uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
5260           Constant *Mask =
5261             ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits-ShAmtVal));
5262           
5263           Instruction *AndI =
5264             BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
5265                                       Mask, LHSI->getName()+".mask");
5266           Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5267           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
5268                               ConstantInt::get(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
5269         }
5270       }
5271     }
5272     break;
5273     
5274   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
5275   case Instruction::AShr:
5276     if (ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
5277       if (ICI.isEquality()) {
5278         // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
5279         // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
5280         // simplified.
5281         uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
5282         if (ShAmt->uge(TypeBits))
5283           break;
5284         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
5285         
5286         // If we are comparing against bits always shifted out, the
5287         // comparison cannot succeed.
5288         APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
5289         if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
5290           Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
5291         else
5292           Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
5293         
5294         if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
5295           bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5296           Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
5297           return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
5298         }
5299         
5300         if (LHSI->hasOneUse() || RHSV == 0) {
5301           // Otherwise strength reduce the shift into an and.
5302           APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
5303           Constant *Mask = ConstantInt::get(Val);
5304           
5305           Instruction *AndI =
5306             BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
5307                                       Mask, LHSI->getName()+".mask");
5308           Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5309           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
5310                               ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
5311         }
5312       }
5313     }
5314     break;
5315     
5316   case Instruction::SDiv:
5317   case Instruction::UDiv:
5318     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
5319     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
5320     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
5321     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
5322     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
5323     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
5324     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
5325       // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
5326       // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
5327       // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
5328       // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
5329       // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
5330       // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
5331       // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
5332       // if it finds it. 
5333       bool DivIsSigned = LHSI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
5334       if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
5335         break;
5336       if (DivRHS->isZero())
5337         break; // Don't hack on div by zero
5338       
5339       // Initialize the variables that will indicate the nature of the
5340       // range check.
5341       bool LoOverflow = false, HiOverflow = false;
5342       ConstantInt *LoBound = 0, *HiBound = 0;
5343       
5344       // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
5345       // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
5346       // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
5347       // instead of computing a divide. 
5348       ConstantInt *Prod = Multiply(RHS, DivRHS);
5349       
5350       // Determine if the product overflows by seeing if the product is
5351       // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
5352       // as in the LHS instruction that we're folding. 
5353       bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
5354                      ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != RHS;
5355       
5356       // Get the ICmp opcode
5357       ICmpInst::Predicate predicate = ICI.getPredicate();
5358       
5359       if (!DivIsSigned) {  // udiv
5360         LoBound = Prod;
5361         LoOverflow = ProdOV;
5362         HiOverflow = ProdOV || 
5363           AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, false);
5364       } else if (DivRHS->getValue().isPositive()) { // Divisor is > 0.
5365         if (RHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
5366                                // Can't overflow.
5367           LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
5368           HiBound = DivRHS;
5369         } else if (RHSV.isPositive()) {   // (X / pos) op pos
5370           LoBound = Prod;
5371           LoOverflow = ProdOV;
5372           HiOverflow = ProdOV || 
5373             AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
5374         } else {                       // (X / pos) op neg
5375           Constant *DivRHSH = ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS));
5376           LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod,
5377                                        cast<ConstantInt>(DivRHSH), true);
5378           HiBound = AddOne(Prod);
5379           HiOverflow = ProdOV;
5380         }
5381       } else {                         // Divisor is < 0.
5382         if (RHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
5383           LoBound = AddOne(DivRHS);
5384           HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
5385           if (HiBound == DivRHS)
5386             LoBound = 0;               // - INTMIN = INTMIN
5387         } else if (RHSV.isPositive()) {   // (X / neg) op pos
5388           HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
5389           if (!LoOverflow)
5390             LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod, AddOne(DivRHS),
5391                                          true);
5392           HiBound = AddOne(Prod);
5393         } else {                       // (X / neg) op neg
5394           LoBound = Prod;
5395           LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
5396           HiBound = Subtract(Prod, DivRHS);
5397         }
5398         
5399         // Dividing by a negate swaps the condition.
5400         predicate = ICmpInst::getSwappedPredicate(predicate);
5401       }
5402       
5403       if (LoBound) {
5404         Value *X = LHSI->getOperand(0);
5405         switch (predicate) {
5406           default: assert(0 && "Unhandled icmp opcode!");
5407           case ICmpInst::ICMP_EQ:
5408             if (LoOverflow && HiOverflow)
5409               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5410             else if (HiOverflow)
5411               return new ICmpInst(DivIsSigned ?  ICmpInst::ICMP_SGE : 
5412                                   ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
5413             else if (LoOverflow)
5414               return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
5415                                   ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
5416             else
5417               return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, 
5418                                      true, ICI);
5419           case ICmpInst::ICMP_NE:
5420             if (LoOverflow && HiOverflow)
5421               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5422             else if (HiOverflow)
5423               return new ICmpInst(DivIsSigned ?  ICmpInst::ICMP_SLT : 
5424                                   ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
5425             else if (LoOverflow)
5426               return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
5427                                   ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5428             else
5429               return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, 
5430                                      false, ICI);
5431           case ICmpInst::ICMP_ULT:
5432           case ICmpInst::ICMP_SLT:
5433             if (LoOverflow)
5434               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5435             return new ICmpInst(predicate, X, LoBound);
5436           case ICmpInst::ICMP_UGT:
5437           case ICmpInst::ICMP_SGT:
5438             if (HiOverflow)
5439               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5440             if (predicate == ICmpInst::ICMP_UGT)
5441               return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5442             else
5443               return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
5444         }
5445       }
5446     }
5447     break;
5448   }
5449   
5450   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
5451   if (ICI.isEquality()) {
5452     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5453     
5454     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
5455     // the second operand is a constant, simplify a bit.
5456     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
5457       switch (BO->getOpcode()) {
5458       case Instruction::SRem:
5459         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
5460         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
5461           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
5462           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
5463             Instruction *NewRem =
5464               BinaryOperator::createURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
5465                                          BO->getName());
5466             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
5467             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem, 
5468                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
5469           }
5470         }
5471         break;
5472       case Instruction::Add:
5473         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
5474         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
5475           if (BO->hasOneUse())
5476             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
5477                                 Subtract(RHS, BOp1C));
5478         } else if (RHSV == 0) {
5479           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
5480           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
5481           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
5482           
5483           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
5484             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
5485           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
5486             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
5487           else if (BO->hasOneUse()) {
5488             Instruction *Neg = BinaryOperator::createNeg(BOp1);
5489             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
5490             Neg->takeName(BO);
5491             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
5492           }
5493         }
5494         break;
5495       case Instruction::Xor:
5496         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
5497         // the explicit xor.
5498         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
5499           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
5500                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
5501         
5502         // FALLTHROUGH
5503       case Instruction::Sub:
5504         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
5505         if (RHSV == 0)
5506           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
5507                               BO->getOperand(1));
5508         break;
5509         
5510       case Instruction::Or:
5511         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
5512         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
5513         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
5514           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
5515           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
5516             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5517                                                              isICMP_NE));
5518         }
5519         break;
5520         
5521       case Instruction::And:
5522         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
5523           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
5524           // comparison can never succeed!
5525           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
5526             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5527                                                              isICMP_NE));
5528           
5529           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
5530           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
5531             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
5532                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
5533                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
5534           
5535           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
5536           if (isSignBit(BOC)) {
5537             Value *X = BO->getOperand(0);
5538             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
5539             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
5540               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
5541             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
5542           }
5543           
5544           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
5545           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
5546             Value *X = BO->getOperand(0);
5547             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
5548             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
5549               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
5550             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
5551           }
5552         }
5553       default: break;
5554       }
5555     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
5556       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
5557       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
5558         AddToWorkList(II);
5559         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
5560         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHSV.byteSwap()));
5561         return &ICI;
5562       }
5563     }
5564   } else {  // Not a ICMP_EQ/ICMP_NE
5565             // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
5566             // then since we know the RHS is a constant, try to simlify.
5567     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(LHSI)) {
5568       Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
5569       const Type *SrcTy = CastOp->getType();
5570       uint32_t SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
5571       if (SrcTy->isInteger() && 
5572           SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5573         // If this is an unsigned comparison, try to make the comparison use
5574         // smaller constant values.
5575         if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSV.isSignBit()) {
5576           // X u< 128 => X s> -1
5577           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CastOp, 
5578                            ConstantInt::get(APInt::getAllOnesValue(SrcTySize)));
5579         } else if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
5580                    RHSV == APInt::getSignedMaxValue(SrcTySize)) {
5581           // X u> 127 => X s< 0
5582           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CastOp, 
5583                               Constant::getNullValue(SrcTy));
5584         }
5585       }
5586     }
5587   }
5588   return 0;
5589 }
5590
5591 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
5592 /// We only handle extending casts so far.
5593 ///
5594 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
5595   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
5596   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
5597   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
5598   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
5599   Value *RHSCIOp;
5600
5601   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
5602   // integer type is the same size as the pointer type.
5603   if (LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
5604       getTargetData().getPointerSizeInBits() == 
5605          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
5606     Value *RHSOp = 0;
5607     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
5608       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
5609     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
5610       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
5611       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
5612       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
5613         RHSOp = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, RHSOp,
5614                                  LHSCIOp->getType(), ICI);
5615     }
5616
5617     if (RHSOp)
5618       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
5619   }
5620   
5621   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
5622   // Enforce this.
5623   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
5624       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
5625     return 0;
5626
5627   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
5628   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
5629
5630   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
5631     // Not an extension from the same type?
5632     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
5633     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
5634       return 0;
5635     
5636     // If the signedness of the two compares doesn't agree (i.e. one is a sext
5637     // and the other is a zext), then we can't handle this.
5638     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
5639       return 0;
5640
5641     // Likewise, if the signedness of the [sz]exts and the compare don't match, 
5642     // then we can't handle this.
5643     if (isSignedExt != isSignedCmp && !ICI.isEquality())
5644       return 0;
5645     
5646     // Okay, just insert a compare of the reduced operands now!
5647     return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
5648   }
5649
5650   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
5651   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
5652   if (!CI)
5653     return 0;
5654
5655   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
5656   // reextended to DestTy.
5657   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
5658   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(), Res1, DestTy);
5659
5660   // If the re-extended constant didn't change...
5661   if (Res2 == CI) {
5662     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
5663     // For example, we might have:
5664     //    %A = sext short %X to uint
5665     //    %B = icmp ugt uint %A, 1330
5666     // It is incorrect to transform this into 
5667     //    %B = icmp ugt short %X, 1330 
5668     // because %A may have negative value. 
5669     //
5670     // However, it is OK if SrcTy is bool (See cast-set.ll testcase)
5671     // OR operation is EQ/NE.
5672     if (isSignedExt == isSignedCmp || SrcTy == Type::Int1Ty || ICI.isEquality())
5673       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
5674     else
5675       return 0;
5676   }
5677
5678   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
5679   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
5680
5681   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
5682   // point so handle the ICI.isEquality() cases
5683   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
5684     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5685   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
5686     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5687
5688   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
5689   // should have been folded away previously and not enter in here.
5690   Value *Result;
5691   if (isSignedCmp) {
5692     // We're performing a signed comparison.
5693     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
5694       Result = ConstantInt::getFalse();          // X < (small) --> false
5695     else
5696       Result = ConstantInt::getTrue();           // X < (large) --> true
5697   } else {
5698     // We're performing an unsigned comparison.
5699     if (isSignedExt) {
5700       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
5701       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
5702       Constant *NegOne = ConstantInt::getAllOnesValue(SrcTy);
5703       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHSCIOp,
5704                                    NegOne, ICI.getName()), ICI);
5705     } else {
5706       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
5707       Result = ConstantInt::getTrue();
5708     }
5709   }
5710
5711   // Finally, return the value computed.
5712   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5713       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT) {
5714     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
5715   } else {
5716     assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
5717             ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
5718            "ICmp should be folded!");
5719     if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
5720       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
5721     else
5722       return BinaryOperator::createNot(Result);
5723   }
5724 }
5725
5726 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
5727   return commonShiftTransforms(I);
5728 }
5729
5730 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
5731   return commonShiftTransforms(I);
5732 }
5733
5734 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
5735   return commonShiftTransforms(I);
5736 }
5737
5738 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
5739   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
5740   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5741
5742   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
5743   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
5744   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
5745       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
5746     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
5747   
5748   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
5749     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
5750       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
5751     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
5752       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
5753   }
5754   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
5755     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
5756       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
5757     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
5758       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
5759   }
5760
5761   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
5762   if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)
5763     if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
5764       if (CSI->isAllOnesValue())
5765         return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
5766
5767   // Try to fold constant and into select arguments.
5768   if (isa<Constant>(Op0))
5769     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
5770       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
5771         return R;
5772
5773   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
5774   if (I.isArithmeticShift()) {
5775     if (MaskedValueIsZero(Op0, 
5776           APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()))) {
5777       return BinaryOperator::createLShr(Op0, Op1, I.getName());
5778     }
5779   }
5780
5781   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
5782     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
5783       return Res;
5784   return 0;
5785 }
5786
5787 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
5788                                                BinaryOperator &I) {
5789   bool isLeftShift    = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
5790
5791   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
5792   // purpose is to compute bits we don't care about.
5793   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
5794   APInt KnownZero(TypeBits, 0), KnownOne(TypeBits, 0);
5795   if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(TypeBits),
5796                            KnownZero, KnownOne))
5797     return &I;
5798   
5799   // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
5800   // of a signed value.
5801   //
5802   if (Op1->uge(TypeBits)) {
5803     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
5804       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5805     else {
5806       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
5807       return &I;
5808     }
5809   }
5810   
5811   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
5812   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
5813     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
5814       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
5815         return BinaryOperator::createMul(BO->getOperand(0),
5816                                          ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
5817   
5818   // Try to fold constant and into select arguments.
5819   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
5820     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
5821       return R;
5822   if (isa<PHINode>(Op0))
5823     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5824       return NV;
5825   
5826   if (Op0->hasOneUse()) {
5827     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
5828       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
5829       Value *V1, *V2;
5830       ConstantInt *CC;
5831       switch (Op0BO->getOpcode()) {
5832         default: break;
5833         case Instruction::Add:
5834         case Instruction::And:
5835         case Instruction::Or:
5836         case Instruction::Xor: {
5837           // These operators commute.
5838           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
5839           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
5840               match(Op0BO->getOperand(1),
5841                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
5842             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
5843                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
5844                                             Op0BO->getName());
5845             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
5846             Instruction *X = 
5847               BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
5848                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
5849             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
5850             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
5851             return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(
5852                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
5853           }
5854           
5855           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
5856           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
5857           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
5858               match(Op0BOOp1, 
5859                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),m_ConstantInt(CC))) &&
5860               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse() &&
5861               V2 == Op1) {
5862             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
5863                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
5864                                                      Op0BO->getName());
5865             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
5866             Instruction *XM =
5867               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
5868                                         V1->getName()+".mask");
5869             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
5870             
5871             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
5872           }
5873         }
5874           
5875         // FALL THROUGH.
5876         case Instruction::Sub: {
5877           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
5878           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
5879               match(Op0BO->getOperand(0),
5880                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
5881             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
5882                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
5883                                                      Op0BO->getName());
5884             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
5885             Instruction *X =
5886               BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
5887                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
5888             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
5889             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
5890             return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(
5891                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
5892           }
5893           
5894           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
5895           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
5896               match(Op0BO->getOperand(0),
5897                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
5898                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
5899               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
5900                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
5901             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
5902                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
5903                                                      Op0BO->getName());
5904             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
5905             Instruction *XM =
5906               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
5907                                         V1->getName()+".mask");
5908             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
5909             
5910             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
5911           }
5912           
5913           break;
5914         }
5915       }
5916       
5917       
5918       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
5919       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
5920       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
5921         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
5922         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
5923         
5924         switch (Op0BO->getOpcode()) {
5925           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
5926           case Instruction::Add:
5927             isValid = isLeftShift;
5928             break;
5929           case Instruction::Or:
5930           case Instruction::Xor:
5931             highBitSet = false;
5932             break;
5933           case Instruction::And:
5934             highBitSet = true;
5935             break;
5936         }
5937         
5938         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
5939         // by the logical operation, do not perform the transformation.
5940         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
5941         // the constant which would cause it to be modified for this
5942         // operation.
5943         //
5944         if (isValid && !isLeftShift && I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
5945           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
5946         }
5947         
5948         if (isValid) {
5949           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
5950           
5951           Instruction *NewShift =
5952             BinaryOperator::create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
5953           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
5954           NewShift->takeName(Op0BO);
5955           
5956           return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
5957                                         NewRHS);
5958         }
5959       }
5960     }
5961   }
5962   
5963   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
5964   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
5965   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
5966     ShiftOp = 0;
5967   
5968   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
5969     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
5970     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
5971     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
5972     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
5973     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
5974     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
5975     
5976     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
5977     if (AmtSum > TypeBits)
5978       AmtSum = TypeBits;
5979     
5980     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
5981     
5982     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
5983     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
5984       return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), X,
5985                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
5986     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
5987                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
5988       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
5989       return BinaryOperator::createLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
5990     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
5991                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
5992       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
5993       Instruction *Shift =
5994         BinaryOperator::createAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
5995       InsertNewInstBefore(Shift, I);
5996
5997       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
5998       return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
5999     }
6000     
6001     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
6002     // right.  See if the amounts are equal.
6003     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
6004       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
6005       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6006         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
6007         return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
6008       }
6009       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
6010       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6011         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
6012         return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
6013       }
6014       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
6015       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
6016       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
6017       // generators.
6018       const Type *SExtType = 0;
6019       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
6020       case 1  :
6021       case 8  :
6022       case 16 :
6023       case 32 :
6024       case 64 :
6025       case 128:
6026         SExtType = IntegerType::get(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
6027         break;
6028       default: break;
6029       }
6030       if (SExtType) {
6031         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
6032         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
6033         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
6034       }
6035       // Otherwise, we can't handle it yet.
6036     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
6037       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
6038       
6039       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
6040       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6041         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
6042                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
6043         Instruction *Shift =
6044           BinaryOperator::createShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6045         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6046         
6047         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6048         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6049       }
6050       
6051       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
6052       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6053         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
6054         Instruction *Shift =
6055           BinaryOperator::createLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6056         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6057         
6058         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6059         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6060       }
6061       
6062       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
6063     } else {
6064       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
6065       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
6066
6067       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
6068       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6069         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
6070                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
6071         Instruction *Shift =
6072           BinaryOperator::create(ShiftOp->getOpcode(), X,
6073                                  ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6074         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6075         
6076         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6077         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6078       }
6079       
6080       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
6081       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6082         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
6083         Instruction *Shift =
6084           BinaryOperator::createShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6085         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6086         
6087         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6088         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6089       }
6090       
6091       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
6092     }
6093   }
6094   return 0;
6095 }
6096
6097
6098 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
6099 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
6100 /// X*Scale+Offset.
6101 ///
6102 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
6103                                         int &Offset) {
6104   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
6105   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
6106     Offset = CI->getZExtValue();
6107     Scale  = 1;
6108     return ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
6109   } else if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Val)) {
6110     if (I->getNumOperands() == 2) {
6111       if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6112         if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
6113           // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
6114           Scale = 1U << CUI->getZExtValue();
6115           Offset = 0;
6116           return I->getOperand(0);
6117         } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
6118           // This value is scaled by 'CUI'.
6119           Scale = CUI->getZExtValue();
6120           Offset = 0;
6121           return I->getOperand(0);
6122         } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
6123           // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
6124           // where C1 is divisible by C2.
6125           unsigned SubScale;
6126           Value *SubVal = 
6127             DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
6128           Offset += CUI->getZExtValue();
6129           if (SubScale > 1 && (Offset % SubScale == 0)) {
6130             Scale = SubScale;
6131             return SubVal;
6132           }
6133         }
6134       }
6135     }
6136   }
6137
6138   // Otherwise, we can't look past this.
6139   Scale = 1;
6140   Offset = 0;
6141   return Val;
6142 }
6143
6144
6145 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
6146 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
6147 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
6148                                                    AllocationInst &AI) {
6149   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
6150   
6151   // Remove any uses of AI that are dead.
6152   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
6153   
6154   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
6155     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
6156     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
6157       while (UI != E && *UI == User)
6158         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
6159       
6160       ++NumDeadInst;
6161       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
6162       EraseInstFromFunction(*User);
6163     }
6164   }
6165   
6166   // Get the type really allocated and the type casted to.
6167   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
6168   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
6169   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
6170
6171   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
6172   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
6173   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
6174
6175   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
6176   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
6177   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
6178   if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
6179
6180   uint64_t AllocElTySize = TD->getTypeSize(AllocElTy);
6181   uint64_t CastElTySize = TD->getTypeSize(CastElTy);
6182   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
6183
6184   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
6185   // size argument.
6186   unsigned ArraySizeScale;
6187   int ArrayOffset;
6188   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
6189     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
6190  
6191   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
6192   // do the xform.
6193   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
6194       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
6195
6196   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
6197   Value *Amt = 0;
6198   if (Scale == 1) {
6199     Amt = NumElements;
6200   } else {
6201     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
6202     Amt = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Scale);
6203     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
6204       Amt = Multiply(cast<ConstantInt>(NumElements), cast<ConstantInt>(Amt));
6205     // otherwise multiply the amount and the number of elements
6206     else if (Scale != 1) {
6207       Instruction *Tmp = BinaryOperator::createMul(Amt, NumElements, "tmp");
6208       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6209     }
6210   }
6211   
6212   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
6213     Value *Off = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Offset, true);
6214     Instruction *Tmp = BinaryOperator::createAdd(Amt, Off, "tmp");
6215     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6216   }
6217   
6218   AllocationInst *New;
6219   if (isa<MallocInst>(AI))
6220     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6221   else
6222     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6223   InsertNewInstBefore(New, AI);
6224   New->takeName(&AI);
6225   
6226   // If the allocation has multiple uses, insert a cast and change all things
6227   // that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it will
6228   // die soon.
6229   if (!AI.hasOneUse()) {
6230     AddUsesToWorkList(AI);
6231     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
6232     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
6233     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
6234     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
6235     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
6236   }
6237   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
6238 }
6239
6240 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
6241 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
6242 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
6243 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
6244 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
6245 ///
6246 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
6247 /// extension operation if Ty is larger.
6248 static bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
6249                                        int &NumCastsRemoved) {
6250   // We can always evaluate constants in another type.
6251   if (isa<ConstantInt>(V))
6252     return true;
6253   
6254   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
6255   if (!I) return false;
6256   
6257   const IntegerType *OrigTy = cast<IntegerType>(V->getType());
6258   
6259   switch (I->getOpcode()) {
6260   case Instruction::Add:
6261   case Instruction::Sub:
6262   case Instruction::And:
6263   case Instruction::Or:
6264   case Instruction::Xor:
6265     if (!I->hasOneUse()) return false;
6266     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
6267     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, NumCastsRemoved) &&
6268            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, NumCastsRemoved);
6269
6270   case Instruction::Shl:
6271     if (!I->hasOneUse()) return false;
6272     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
6273     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
6274     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6275       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
6276       if (BitWidth < OrigTy->getBitWidth() && 
6277           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
6278         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty,NumCastsRemoved);
6279     }
6280     break;
6281   case Instruction::LShr:
6282     if (!I->hasOneUse()) return false;
6283     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
6284     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
6285     // already zeros.
6286     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6287       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getBitWidth();
6288       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
6289       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
6290           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
6291             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
6292           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
6293         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty,NumCastsRemoved);
6294       }
6295     }
6296     break;
6297   case Instruction::Trunc:
6298   case Instruction::ZExt:
6299   case Instruction::SExt:
6300     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
6301     // it, and this will remove a cast overall.
6302     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
6303       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
6304       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
6305       // casts first.
6306       if (isa<CastInst>(I->getOperand(0)))
6307         return true;
6308       
6309       ++NumCastsRemoved;
6310       return true;
6311     }
6312     break;
6313   default:
6314     // TODO: Can handle more cases here.
6315     break;
6316   }
6317   
6318   return false;
6319 }
6320
6321 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
6322 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
6323 /// evaluate the expression.
6324 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
6325                                              bool isSigned) {
6326   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
6327     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
6328
6329   // Otherwise, it must be an instruction.
6330   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
6331   Instruction *Res = 0;
6332   switch (I->getOpcode()) {
6333   case Instruction::Add:
6334   case Instruction::Sub:
6335   case Instruction::And:
6336   case Instruction::Or:
6337   case Instruction::Xor:
6338   case Instruction::AShr:
6339   case Instruction::LShr:
6340   case Instruction::Shl: {
6341     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
6342     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
6343     Res = BinaryOperator::create((Instruction::BinaryOps)I->getOpcode(),
6344                                  LHS, RHS, I->getName());
6345     break;
6346   }    
6347   case Instruction::Trunc:
6348   case Instruction::ZExt:
6349   case Instruction::SExt:
6350   case Instruction::BitCast:
6351     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
6352     // just return the source. There's no need to insert it because its not new.
6353     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
6354       return I->getOperand(0);
6355     
6356     // Some other kind of cast, which shouldn't happen, so just ..
6357     // FALL THROUGH
6358   default: 
6359     // TODO: Can handle more cases here.
6360     assert(0 && "Unreachable!");
6361     break;
6362   }
6363   
6364   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
6365 }
6366
6367 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
6368 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
6369   Value *Src = CI.getOperand(0);
6370
6371   // Casting undef to anything results in undef so might as just replace it and
6372   // get rid of the cast.
6373   if (isa<UndefValue>(Src))   // cast undef -> undef
6374     return ReplaceInstUsesWith(CI, UndefValue::get(CI.getType()));
6375
6376   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If its eliminable we just
6377   // eliminate it now.
6378   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
6379     if (Instruction::CastOps opc = 
6380         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
6381       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
6382       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
6383       return CastInst::create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
6384     }
6385   }
6386
6387   // If we are casting a select then fold the cast into the select
6388   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
6389     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
6390       return NV;
6391
6392   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
6393   if (isa<PHINode>(Src))
6394     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
6395       return NV;
6396   
6397   return 0;
6398 }
6399
6400 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
6401 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
6402   Value *Src = CI.getOperand(0);
6403   
6404   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
6405     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
6406     // this into a cast of the original pointer!
6407     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
6408       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
6409       // here because the pointer operand is being replaced with another 
6410       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
6411       AddToWorkList(GEP);
6412       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
6413       return &CI;
6414     }
6415     
6416     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
6417     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
6418     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
6419     // non-type-safe code.
6420     if (GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
6421       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
6422         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
6423         ConstantInt *OffsetV = cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
6424         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
6425         
6426         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
6427         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
6428         const Type *GEPIdxTy =
6429           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
6430         if (GEPIdxTy->isSized()) {
6431           SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
6432           
6433           // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
6434           // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
6435           // is something like [0 x {int, int}]
6436           const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
6437           int64_t FirstIdx = 0;
6438           if (int64_t TySize = TD->getTypeSize(GEPIdxTy)) {
6439             FirstIdx = Offset/TySize;
6440             Offset %= TySize;
6441           
6442             // Handle silly modulus not returning values values [0..TySize).
6443             if (Offset < 0) {
6444               --FirstIdx;
6445               Offset += TySize;
6446               assert(Offset >= 0);
6447             }
6448             assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize &&"Out of range offset");
6449           }
6450           
6451           NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
6452
6453           // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
6454           while (Offset) {
6455             if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(GEPIdxTy)) {
6456               const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
6457               unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
6458               NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt));
6459               
6460               Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
6461               GEPIdxTy = STy->getElementType(Elt);
6462             } else if (isa<ArrayType>(GEPIdxTy) || isa<VectorType>(GEPIdxTy)) {
6463               const SequentialType *STy = cast<SequentialType>(GEPIdxTy);
6464               uint64_t EltSize = TD->getTypeSize(STy->getElementType());
6465               NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, Offset/EltSize));
6466               Offset %= EltSize;
6467               GEPIdxTy = STy->getElementType();
6468             } else {
6469               // Otherwise, we can't index into this, bail out.
6470               Offset = 0;
6471               OrigBase = 0;
6472             }
6473           }
6474           if (OrigBase) {
6475             // If we were able to index down into an element, create the GEP
6476             // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
6477             // two.
6478             Instruction *NGEP = new GetElementPtrInst(OrigBase, &NewIndices[0],
6479                                                       NewIndices.size(), "");
6480             InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
6481             NGEP->takeName(GEP);
6482             
6483             if (isa<BitCastInst>(CI))
6484               return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
6485             assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
6486             return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
6487           }
6488         }
6489       }      
6490     }
6491   }
6492     
6493   return commonCastTransforms(CI);
6494 }
6495
6496
6497
6498 /// Only the TRUNC, ZEXT, SEXT, and BITCAST can both operand and result as
6499 /// integer types. This function implements the common transforms for all those
6500 /// cases.
6501 /// @brief Implement the transforms common to CastInst with integer operands
6502 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
6503   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
6504     return Result;
6505
6506   Value *Src = CI.getOperand(0);
6507   const Type *SrcTy = Src->getType();
6508   const Type *DestTy = CI.getType();
6509   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
6510   uint32_t DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
6511
6512   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
6513   // purpose is to compute bits we don't care about.
6514   APInt KnownZero(DestBitSize, 0), KnownOne(DestBitSize, 0);
6515   if (SimplifyDemandedBits(&CI, APInt::getAllOnesValue(DestBitSize),
6516                            KnownZero, KnownOne))
6517     return &CI;
6518
6519   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
6520   // can't do anything more. 
6521   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
6522   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
6523     return 0;
6524
6525   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
6526   int NumCastsRemoved = 0;
6527   if (!isa<BitCastInst>(CI) &&
6528       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, cast<IntegerType>(DestTy),
6529                                  NumCastsRemoved)) {
6530     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
6531     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a noop-cast
6532     // this just removes a noop cast which isn't pointful, but simplifies
6533     // the code.  If this is a zero-extension, we need to do an AND to
6534     // maintain the clear top-part of the computation, so we require that
6535     // the input have eliminated at least one cast.  If this is a sign
6536     // extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
6537     // require that two casts have been eliminated.
6538     bool DoXForm;
6539     switch (CI.getOpcode()) {
6540     default:
6541       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
6542       // get here because of the check above.
6543       assert(0 && "Unknown cast type");
6544     case Instruction::Trunc:
6545       DoXForm = true;
6546       break;
6547     case Instruction::ZExt:
6548       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
6549       break;
6550     case Instruction::SExt:
6551       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
6552       break;
6553     case Instruction::BitCast:
6554       DoXForm = false;
6555       break;
6556     }
6557     
6558     if (DoXForm) {
6559       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
6560                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
6561       assert(Res->getType() == DestTy);
6562       switch (CI.getOpcode()) {
6563       default: assert(0 && "Unknown cast type!");
6564       case Instruction::Trunc:
6565       case Instruction::BitCast:
6566         // Just replace this cast with the result.
6567         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
6568       case Instruction::ZExt: {
6569         // We need to emit an AND to clear the high bits.
6570         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
6571         Constant *C = ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
6572                                                             SrcBitSize));
6573         return BinaryOperator::createAnd(Res, C);
6574       }
6575       case Instruction::SExt:
6576         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
6577         return CastInst::create(Instruction::SExt,
6578             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
6579                              CI), DestTy);
6580       }
6581     }
6582   }
6583   
6584   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
6585   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
6586
6587   switch (SrcI->getOpcode()) {
6588   case Instruction::Add:
6589   case Instruction::Mul:
6590   case Instruction::And:
6591   case Instruction::Or:
6592   case Instruction::Xor:
6593     // If we are discarding information, rewrite.
6594     if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
6595       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
6596       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
6597       // only be converting signedness, which is a noop.
6598       if (DestBitSize == SrcBitSize || 
6599           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy,TD) ||
6600           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
6601         Instruction::CastOps opcode = CI.getOpcode();
6602         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
6603         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
6604         return BinaryOperator::create(
6605             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
6606       }
6607     }
6608
6609     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
6610     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
6611         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
6612         Op1 == ConstantInt::getTrue() &&
6613         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
6614       Value *New = InsertOperandCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, &CI);
6615       return BinaryOperator::createXor(New, ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
6616     }
6617     break;
6618   case Instruction::SDiv:
6619   case Instruction::UDiv:
6620   case Instruction::SRem:
6621   case Instruction::URem:
6622     // If we are just changing the sign, rewrite.
6623     if (DestBitSize == SrcBitSize) {
6624       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
6625       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
6626       // only be converting signedness, which is a noop.
6627       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) || 
6628           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
6629         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
6630                                               Op0, DestTy, SrcI);
6631         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
6632                                               Op1, DestTy, SrcI);
6633         return BinaryOperator::create(
6634           cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
6635       }
6636     }
6637     break;
6638
6639   case Instruction::Shl:
6640     // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow 
6641     // changing the size of the shift, UNLESS the shift amount is a 
6642     // constant.  We must not change variable sized shifts to a smaller 
6643     // size, because it is undefined to shift more bits out than exist 
6644     // in the value.
6645     if (DestBitSize == SrcBitSize ||
6646         (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
6647       Instruction::CastOps opcode = (DestBitSize == SrcBitSize ?
6648           Instruction::BitCast : Instruction::Trunc);
6649       Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
6650       Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
6651       return BinaryOperator::createShl(Op0c, Op1c);
6652     }
6653     break;
6654   case Instruction::AShr:
6655     // If this is a signed shr, and if all bits shifted in are about to be
6656     // truncated off, turn it into an unsigned shr to allow greater
6657     // simplifications.
6658     if (DestBitSize < SrcBitSize &&
6659         isa<ConstantInt>(Op1)) {
6660       uint32_t ShiftAmt = cast<ConstantInt>(Op1)->getLimitedValue(SrcBitSize);
6661       if (SrcBitSize > ShiftAmt && SrcBitSize-ShiftAmt >= DestBitSize) {
6662         // Insert the new logical shift right.
6663         return BinaryOperator::createLShr(Op0, Op1);
6664       }
6665     }
6666     break;
6667   }
6668   return 0;
6669 }
6670
6671 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
6672   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
6673     return Result;
6674   
6675   Value *Src = CI.getOperand(0);
6676   const Type *Ty = CI.getType();
6677   uint32_t DestBitWidth = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6678   uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
6679   
6680   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src)) {
6681     switch (SrcI->getOpcode()) {
6682     default: break;
6683     case Instruction::LShr:
6684       // We can shrink lshr to something smaller if we know the bits shifted in
6685       // are already zeros.
6686       if (ConstantInt *ShAmtV = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1))) {
6687         uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
6688         
6689         // Get a mask for the bits shifting in.
6690         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
6691         Value* SrcIOp0 = SrcI->getOperand(0);
6692         if (SrcI->hasOneUse() && MaskedValueIsZero(SrcIOp0, Mask)) {
6693           if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
6694             return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
6695
6696           // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
6697           // shift.
6698           Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcIOp0, Ty, CI);
6699           Value *V2 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcI->getOperand(1),
6700                                        Ty, CI);
6701           return BinaryOperator::createLShr(V1, V2);
6702         }
6703       } else {     // This is a variable shr.
6704         
6705         // Turn 'trunc (lshr X, Y) to bool' into '(X & (1 << Y)) != 0'.  This is
6706         // more LLVM instructions, but allows '1 << Y' to be hoisted if
6707         // loop-invariant and CSE'd.
6708         if (CI.getType() == Type::Int1Ty && SrcI->hasOneUse()) {
6709           Value *One = ConstantInt::get(SrcI->getType(), 1);
6710
6711           Value *V = InsertNewInstBefore(
6712               BinaryOperator::createShl(One, SrcI->getOperand(1),
6713                                      "tmp"), CI);
6714           V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(V,
6715                                                             SrcI->getOperand(0),
6716                                                             "tmp"), CI);
6717           Value *Zero = Constant::getNullValue(V->getType());
6718           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, Zero);
6719         }
6720       }
6721       break;
6722     }
6723   }
6724   
6725   return 0;
6726 }
6727
6728 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
6729   // If one of the common conversion will work ..
6730   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
6731     return Result;
6732
6733   Value *Src = CI.getOperand(0);
6734
6735   // If this is a cast of a cast
6736   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
6737     // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
6738     // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
6739     // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
6740     if (isa<TruncInst>(CSrc)) {
6741       // Get the sizes of the types involved
6742       Value *A = CSrc->getOperand(0);
6743       uint32_t SrcSize = A->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6744       uint32_t MidSize = CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6745       uint32_t DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6746       // If we're actually extending zero bits and the trunc is a no-op
6747       if (MidSize < DstSize && SrcSize == DstSize) {
6748         // Replace both of the casts with an And of the type mask.
6749         APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
6750         Constant *AndConst = ConstantInt::get(AndValue);
6751         Instruction *And = 
6752           BinaryOperator::createAnd(CSrc->getOperand(0), AndConst);
6753         // Unfortunately, if the type changed, we need to cast it back.
6754         if (And->getType() != CI.getType()) {
6755           And->setName(CSrc->getName()+".mask");
6756           InsertNewInstBefore(And, CI);
6757           And = CastInst::createIntegerCast(And, CI.getType(), false/*ZExt*/);
6758         }
6759         return And;
6760       }
6761     }
6762   }
6763
6764   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src)) {
6765     // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
6766     // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
6767     // cast to integer to avoid the comparison.
6768     if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
6769       const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
6770       
6771       // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
6772       // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
6773       if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
6774           (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())){
6775         Value *In = ICI->getOperand(0);
6776         Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
6777                                     In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
6778         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createLShr(In, Sh,
6779                                                         In->getName()+".lobit"),
6780                                  CI);
6781         if (In->getType() != CI.getType())
6782           In = CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(),
6783                                            false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
6784
6785         if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
6786           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
6787           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(In, One,
6788                                                           In->getName()+".not"),
6789                                    CI);
6790         }
6791
6792         return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
6793       }
6794       
6795       
6796       
6797       // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
6798       // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
6799       // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
6800       // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
6801       // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
6802       // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
6803       // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
6804       // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
6805       if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
6806           // This only works for EQ and NE
6807           ICI->isEquality()) {
6808         // If Op1C some other power of two, convert:
6809         uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
6810         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
6811         APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
6812         ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
6813         
6814         APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
6815         if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
6816           bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6817           if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
6818             // (X&4) == 2 --> false
6819             // (X&4) != 2 --> true
6820             Constant *Res = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, isNE);
6821             Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
6822             return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
6823           }
6824           
6825           uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
6826           Value *In = ICI->getOperand(0);
6827           if (ShiftAmt) {
6828             // Perform a logical shr by shiftamt.
6829             // Insert the shift to put the result in the low bit.
6830             In = InsertNewInstBefore(
6831                    BinaryOperator::createLShr(In,
6832                                      ConstantInt::get(In->getType(), ShiftAmt),
6833                                               In->getName()+".lobit"), CI);
6834           }
6835           
6836           if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
6837             Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
6838             In = BinaryOperator::createXor(In, One, "tmp");
6839             InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
6840           }
6841           
6842           if (CI.getType() == In->getType())
6843             return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
6844           else
6845             return CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
6846         }
6847       }
6848     }
6849   }    
6850   return 0;
6851 }
6852
6853 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
6854   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
6855     return I;
6856   
6857   Value *Src = CI.getOperand(0);
6858   
6859   // sext (x <s 0) -> ashr x, 31   -> all ones if signed
6860   // sext (x >s -1) -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
6861   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src)) {
6862     // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
6863     // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
6864     // cast to integer to avoid the comparison.
6865     if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
6866       const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
6867       
6868       // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
6869       // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
6870       if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
6871           (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())){
6872         Value *In = ICI->getOperand(0);
6873         Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
6874                                      In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
6875         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAShr(In, Sh,
6876                                                         In->getName()+".lobit"),
6877                                  CI);
6878         if (In->getType() != CI.getType())
6879           In = CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(),
6880                                            true/*SExt*/, "tmp", &CI);
6881         
6882         if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT)
6883           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(In,
6884                                      In->getName()+".not"), CI);
6885         
6886         return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
6887       }
6888     }
6889   }
6890       
6891   return 0;
6892 }
6893
6894 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(CastInst &CI) {
6895   return commonCastTransforms(CI);
6896 }
6897
6898 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
6899   return commonCastTransforms(CI);
6900 }
6901
6902 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(CastInst &CI) {
6903   return commonCastTransforms(CI);
6904 }
6905
6906 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(CastInst &CI) {
6907   return commonCastTransforms(CI);
6908 }
6909
6910 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
6911   return commonCastTransforms(CI);
6912 }
6913
6914 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
6915   return commonCastTransforms(CI);
6916 }
6917
6918 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(CastInst &CI) {
6919   return commonPointerCastTransforms(CI);
6920 }
6921
6922 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(CastInst &CI) {
6923   return commonCastTransforms(CI);
6924 }
6925
6926 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
6927   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
6928   // otherwise just apply the common ones.
6929   Value *Src = CI.getOperand(0);
6930   const Type *SrcTy = Src->getType();
6931   const Type *DestTy = CI.getType();
6932
6933   if (SrcTy->isInteger() && DestTy->isInteger()) {
6934     if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
6935       return Result;
6936   } else if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
6937     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
6938       return I;
6939   } else {
6940     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
6941       return Result;
6942   }
6943
6944
6945   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
6946   // be replaced by the operand.
6947   if (DestTy == Src->getType())
6948     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
6949
6950   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
6951     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
6952     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
6953     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
6954     
6955     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
6956     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
6957     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
6958       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
6959         return V;
6960     
6961     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
6962     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
6963     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
6964     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
6965     unsigned NumZeros = 0;
6966     while (SrcElTy != DstElTy && 
6967            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
6968            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
6969       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
6970       ++NumZeros;
6971     }
6972
6973     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
6974     if (SrcElTy == DstElTy) {
6975       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
6976       return new GetElementPtrInst(Src, &Idxs[0], Idxs.size());
6977     }
6978   }
6979
6980   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
6981     if (SVI->hasOneUse()) {
6982       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
6983       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
6984       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
6985           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() == 
6986                 SVI->getType()->getNumElements()) {
6987         CastInst *Tmp;
6988         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
6989         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
6990         // us to eliminate at least one cast.
6991         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
6992              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
6993             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
6994              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
6995           Value *LHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
6996                                                SVI->getOperand(0), DestTy, &CI);
6997           Value *RHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
6998                                                SVI->getOperand(1), DestTy, &CI);
6999           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
7000           // know the vector types match #elts.
7001           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
7002         }
7003       }
7004     }
7005   }
7006   return 0;
7007 }
7008
7009 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
7010 ///   %C = or %A, %B
7011 ///   %D = select %cond, %C, %A
7012 /// into:
7013 ///   %C = select %cond, %B, 0
7014 ///   %D = or %A, %C
7015 ///
7016 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
7017 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
7018 /// equal the other incoming value of the select.
7019 ///
7020 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
7021   switch (I->getOpcode()) {
7022   case Instruction::Add:
7023   case Instruction::Mul:
7024   case Instruction::And:
7025   case Instruction::Or:
7026   case Instruction::Xor:
7027     return 3;              // Can fold through either operand.
7028   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
7029   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
7030   case Instruction::LShr:
7031   case Instruction::AShr:
7032     return 1;
7033   default:
7034     return 0;              // Cannot fold
7035   }
7036 }
7037
7038 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
7039 /// function, return the identity constant that goes into the select.
7040 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
7041   switch (I->getOpcode()) {
7042   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
7043   case Instruction::Add:
7044   case Instruction::Sub:
7045   case Instruction::Or:
7046   case Instruction::Xor:
7047   case Instruction::Shl:
7048   case Instruction::LShr:
7049   case Instruction::AShr:
7050     return Constant::getNullValue(I->getType());
7051   case Instruction::And:
7052     return ConstantInt::getAllOnesValue(I->getType());
7053   case Instruction::Mul:
7054     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
7055   }
7056 }
7057
7058 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
7059 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
7060 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
7061                                           Instruction *FI) {
7062   if (TI->getNumOperands() == 1) {
7063     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
7064     // merge.
7065     if (TI->isCast()) {
7066       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
7067         return 0;
7068     } else {
7069       return 0;  // unknown unary op.
7070     }
7071
7072     // Fold this by inserting a select from the input values.
7073     SelectInst *NewSI = new SelectInst(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
7074                                        FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
7075     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
7076     return CastInst::create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
7077                             TI->getType());
7078   }
7079
7080   // Only handle binary operators here.
7081   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
7082     return 0;
7083
7084   // Figure out if the operations have any operands in common.
7085   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
7086   bool MatchIsOpZero;
7087   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
7088     MatchOp  = TI->getOperand(0);
7089     OtherOpT = TI->getOperand(1);
7090     OtherOpF = FI->getOperand(1);
7091     MatchIsOpZero = true;
7092   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
7093     MatchOp  = TI->getOperand(1);
7094     OtherOpT = TI->getOperand(0);
7095     OtherOpF = FI->getOperand(0);
7096     MatchIsOpZero = false;
7097   } else if (!TI->isCommutative()) {
7098     return 0;
7099   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
7100     MatchOp  = TI->getOperand(0);
7101     OtherOpT = TI->getOperand(1);
7102     OtherOpF = FI->getOperand(0);
7103     MatchIsOpZero = true;
7104   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
7105     MatchOp  = TI->getOperand(1);
7106     OtherOpT = TI->getOperand(0);
7107     OtherOpF = FI->getOperand(1);
7108     MatchIsOpZero = true;
7109   } else {
7110     return 0;
7111   }
7112
7113   // If we reach here, they do have operations in common.
7114   SelectInst *NewSI = new SelectInst(SI.getCondition(), OtherOpT,
7115                                      OtherOpF, SI.getName()+".v");
7116   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
7117
7118   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
7119     if (MatchIsOpZero)
7120       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
7121     else
7122       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
7123   }
7124   assert(0 && "Shouldn't get here");
7125   return 0;
7126 }
7127
7128 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
7129   Value *CondVal = SI.getCondition();
7130   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
7131   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
7132
7133   // select true, X, Y  -> X
7134   // select false, X, Y -> Y
7135   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
7136     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
7137
7138   // select C, X, X -> X
7139   if (TrueVal == FalseVal)
7140     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7141
7142   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
7143     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7144   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
7145     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7146   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
7147     if (isa<Constant>(TrueVal))
7148       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7149     else
7150       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7151   }
7152
7153   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
7154     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
7155       if (C->getZExtValue()) {
7156         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
7157         return BinaryOperator::createOr(CondVal, FalseVal);
7158       } else {
7159         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
7160         Value *NotCond =
7161           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7162                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
7163         return BinaryOperator::createAnd(NotCond, FalseVal);
7164       }
7165     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
7166       if (C->getZExtValue() == false) {
7167         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
7168         return BinaryOperator::createAnd(CondVal, TrueVal);
7169       } else {
7170         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
7171         Value *NotCond =
7172           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7173                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
7174         return BinaryOperator::createOr(NotCond, TrueVal);
7175       }
7176     }
7177   }
7178
7179   // Selecting between two integer constants?
7180   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
7181     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
7182       // select C, 1, 0 -> zext C to int
7183       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
7184         return CastInst::create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
7185       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
7186         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
7187         Value *NotCond =
7188           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7189                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
7190         return CastInst::create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
7191       }
7192       
7193       // FIXME: Turn select 0/-1 and -1/0 into sext from condition!
7194
7195       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
7196
7197         // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31
7198         if (TrueValC->isAllOnesValue() && FalseValC->isZero())
7199           if (ConstantInt *CmpCst = dyn_cast<ConstantInt>(IC->getOperand(1))) {
7200             if (IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && CmpCst->isZero()) {
7201               // The comparison constant and the result are not neccessarily the
7202               // same width. Make an all-ones value by inserting a AShr.
7203               Value *X = IC->getOperand(0);
7204               uint32_t Bits = X->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7205               Constant *ShAmt = ConstantInt::get(X->getType(), Bits-1);
7206               Instruction *SRA = BinaryOperator::create(Instruction::AShr, X,
7207                                                         ShAmt, "ones");
7208               InsertNewInstBefore(SRA, SI);
7209               
7210               // Finally, convert to the type of the select RHS.  We figure out
7211               // if this requires a SExt, Trunc or BitCast based on the sizes.
7212               Instruction::CastOps opc = Instruction::BitCast;
7213               uint32_t SRASize = SRA->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7214               uint32_t SISize  = SI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7215               if (SRASize < SISize)
7216                 opc = Instruction::SExt;
7217               else if (SRASize > SISize)
7218                 opc = Instruction::Trunc;
7219               return CastInst::create(opc, SRA, SI.getType());
7220             }
7221           }
7222
7223
7224         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
7225         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
7226         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
7227         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
7228         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
7229           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
7230               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
7231             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
7232               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
7233                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
7234                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
7235                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
7236                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
7237                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
7238                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
7239                 // true or false val is the zero.
7240                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
7241                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7242                 Value *V = ICA;
7243                 if (ShouldNotVal)
7244                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::create(
7245                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
7246                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
7247               }
7248       }
7249     }
7250
7251   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
7252   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
7253     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
7254       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
7255       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ)
7256         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7257       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
7258       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
7259         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7260       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7261
7262     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
7263       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
7264       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ)
7265         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7266       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
7267       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
7268         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7269       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7270     }
7271   }
7272
7273   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
7274   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal)) {
7275     if (ICI->getOperand(0) == TrueVal && ICI->getOperand(1) == FalseVal) {
7276       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
7277       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7278         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7279       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
7280       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7281         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7282       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7283
7284     } else if (ICI->getOperand(0) == FalseVal && ICI->getOperand(1) == TrueVal){
7285       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
7286       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7287         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7288       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
7289       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7290         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7291       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7292     }
7293   }
7294
7295   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
7296     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
7297       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
7298         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
7299
7300         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
7301         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
7302           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
7303             return IV;
7304
7305         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
7306         // even legal for FP.
7307         if (TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
7308             FI->getOpcode() == Instruction::Add) {
7309           AddOp = FI; SubOp = TI;
7310         } else if (FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
7311                    TI->getOpcode() == Instruction::Add) {
7312           AddOp = TI; SubOp = FI;
7313         }
7314
7315         if (AddOp) {
7316           Value *OtherAddOp = 0;
7317           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
7318             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
7319           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
7320             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
7321           }
7322
7323           if (OtherAddOp) {
7324             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
7325             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
7326             Value *NegVal;  // Compute -Z
7327             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
7328               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
7329             } else {
7330               NegVal = InsertNewInstBefore(
7331                     BinaryOperator::createNeg(SubOp->getOperand(1), "tmp"), SI);
7332             }
7333
7334             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
7335             Value *NewFalseOp = NegVal;
7336             if (AddOp != TI)
7337               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
7338             Instruction *NewSel =
7339               new SelectInst(CondVal, NewTrueOp,NewFalseOp,SI.getName()+".p");
7340
7341             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7342             return BinaryOperator::createAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
7343           }
7344         }
7345       }
7346
7347   // See if we can fold the select into one of our operands.
7348   if (SI.getType()->isInteger()) {
7349     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
7350     // transformation we are doing here.
7351     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
7352       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
7353           !isa<Constant>(FalseVal))
7354         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
7355           unsigned OpToFold = 0;
7356           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
7357             OpToFold = 1;
7358           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
7359             OpToFold = 2;
7360           }
7361
7362           if (OpToFold) {
7363             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
7364             Instruction *NewSel =
7365               new SelectInst(SI.getCondition(), TVI->getOperand(2-OpToFold), C);
7366             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7367             NewSel->takeName(TVI);
7368             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
7369               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
7370             else {
7371               assert(0 && "Unknown instruction!!");
7372             }
7373           }
7374         }
7375
7376     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
7377       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
7378           !isa<Constant>(TrueVal))
7379         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
7380           unsigned OpToFold = 0;
7381           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
7382             OpToFold = 1;
7383           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
7384             OpToFold = 2;
7385           }
7386
7387           if (OpToFold) {
7388             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
7389             Instruction *NewSel =
7390               new SelectInst(SI.getCondition(), C, FVI->getOperand(2-OpToFold));
7391             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7392             NewSel->takeName(FVI);
7393             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
7394               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
7395             else
7396               assert(0 && "Unknown instruction!!");
7397           }
7398         }
7399   }
7400
7401   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
7402     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
7403     SI.setOperand(1, FalseVal);
7404     SI.setOperand(2, TrueVal);
7405     return &SI;
7406   }
7407
7408   return 0;
7409 }
7410
7411 /// GetKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that we can
7412 /// determine, return it, otherwise return 0.
7413 static unsigned GetKnownAlignment(Value *V, TargetData *TD) {
7414   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
7415     unsigned Align = GV->getAlignment();
7416     if (Align == 0 && TD) 
7417       Align = TD->getPrefTypeAlignment(GV->getType()->getElementType());
7418     return Align;
7419   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
7420     unsigned Align = AI->getAlignment();
7421     if (Align == 0 && TD) {
7422       if (isa<AllocaInst>(AI))
7423         Align = TD->getPrefTypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
7424       else if (isa<MallocInst>(AI)) {
7425         // Malloc returns maximally aligned memory.
7426         Align = TD->getABITypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
7427         Align =
7428           std::max(Align,
7429                    (unsigned)TD->getABITypeAlignment(Type::DoubleTy));
7430         Align =
7431           std::max(Align,
7432                    (unsigned)TD->getABITypeAlignment(Type::Int64Ty));
7433       }
7434     }
7435     return Align;
7436   } else if (isa<BitCastInst>(V) ||
7437              (isa<ConstantExpr>(V) && 
7438               cast<ConstantExpr>(V)->getOpcode() == Instruction::BitCast)) {
7439     User *CI = cast<User>(V);
7440     if (isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType()))
7441       return GetKnownAlignment(CI->getOperand(0), TD);
7442     return 0;
7443   } else if (User *GEPI = dyn_castGetElementPtr(V)) {
7444     unsigned BaseAlignment = GetKnownAlignment(GEPI->getOperand(0), TD);
7445     if (BaseAlignment == 0) return 0;
7446     
7447     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
7448     bool AllZeroOperands = true;
7449     for (unsigned i = 1, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i)
7450       if (!isa<Constant>(GEPI->getOperand(i)) ||
7451           !cast<Constant>(GEPI->getOperand(i))->isNullValue()) {
7452         AllZeroOperands = false;
7453         break;
7454       }
7455     if (AllZeroOperands)
7456       return BaseAlignment;
7457     
7458     // Otherwise, if the base alignment is >= the alignment we expect for the
7459     // base pointer type, then we know that the resultant pointer is aligned at
7460     // least as much as its type requires.
7461     if (!TD) return 0;
7462
7463     const Type *BasePtrTy = GEPI->getOperand(0)->getType();
7464     const PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(BasePtrTy);
7465     if (TD->getABITypeAlignment(PtrTy->getElementType())
7466         <= BaseAlignment) {
7467       const Type *GEPTy = GEPI->getType();
7468       const PointerType *GEPPtrTy = cast<PointerType>(GEPTy);
7469       return TD->getABITypeAlignment(GEPPtrTy->getElementType());
7470     }
7471     return 0;
7472   }
7473   return 0;
7474 }
7475
7476
7477 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
7478 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
7479 /// the heavy lifting.
7480 ///
7481 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
7482   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
7483   if (!II) return visitCallSite(&CI);
7484   
7485   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
7486   // visitCallSite.
7487   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
7488     bool Changed = false;
7489
7490     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
7491     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
7492       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
7493
7494       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
7495         if (CI->getZExtValue() == 1) {
7496           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
7497           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
7498           // alignment is sufficient.
7499         }
7500     }
7501
7502     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
7503     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
7504     // into a call to memcpy.
7505     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(II)) {
7506       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
7507         if (GVSrc->isConstant()) {
7508           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
7509           const char *Name;
7510           if (CI.getCalledFunction()->getFunctionType()->getParamType(2) == 
7511               Type::Int32Ty)
7512             Name = "llvm.memcpy.i32";
7513           else
7514             Name = "llvm.memcpy.i64";
7515           Constant *MemCpy = M->getOrInsertFunction(Name,
7516                                      CI.getCalledFunction()->getFunctionType());
7517           CI.setOperand(0, MemCpy);
7518           Changed = true;
7519         }
7520     }
7521
7522     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
7523     // set, update the alignment.
7524     if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
7525       unsigned Alignment1 = GetKnownAlignment(MI->getOperand(1), TD);
7526       unsigned Alignment2 = GetKnownAlignment(MI->getOperand(2), TD);
7527       unsigned Align = std::min(Alignment1, Alignment2);
7528       if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Align) {
7529         MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Align));
7530         Changed = true;
7531       }
7532     } else if (isa<MemSetInst>(MI)) {
7533       unsigned Alignment = GetKnownAlignment(MI->getDest(), TD);
7534       if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Alignment) {
7535         MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Alignment));
7536         Changed = true;
7537       }
7538     }
7539           
7540     if (Changed) return II;
7541   } else {
7542     switch (II->getIntrinsicID()) {
7543     default: break;
7544     case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
7545     case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
7546     case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
7547     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
7548     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
7549       // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
7550       // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
7551       if (GetKnownAlignment(II->getOperand(1), TD) >= 16) {
7552         Value *Ptr = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, II->getOperand(1),
7553                                       PointerType::get(II->getType()), CI);
7554         return new LoadInst(Ptr);
7555       }
7556       break;
7557     case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
7558     case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
7559       // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
7560       if (GetKnownAlignment(II->getOperand(2), TD) >= 16) {
7561         const Type *OpPtrTy = PointerType::get(II->getOperand(1)->getType());
7562         Value *Ptr = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, II->getOperand(2),
7563                                       OpPtrTy, CI);
7564         return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
7565       }
7566       break;
7567     case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
7568     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
7569     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
7570     case Intrinsic::x86_sse2_storel_dq:
7571       // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
7572       if (GetKnownAlignment(II->getOperand(1), TD) >= 16) {
7573         const Type *OpPtrTy = PointerType::get(II->getOperand(2)->getType());
7574         Value *Ptr = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, II->getOperand(1),
7575                                       OpPtrTy, CI);
7576         return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
7577       }
7578       break;
7579       
7580     case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
7581       // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
7582       // we can simplify the input based on that, do so now.
7583       uint64_t UndefElts;
7584       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), 1, 
7585                                                 UndefElts)) {
7586         II->setOperand(1, V);
7587         return II;
7588       }
7589       break;
7590     }
7591       
7592     case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
7593       // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
7594       if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
7595         assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
7596         
7597         // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
7598         bool AllEltsOk = true;
7599         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
7600           if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
7601               !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
7602             AllEltsOk = false;
7603             break;
7604           }
7605         }
7606         
7607         if (AllEltsOk) {
7608           // Cast the input vectors to byte vectors.
7609           Value *Op0 = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, 
7610                                         II->getOperand(1), Mask->getType(), CI);
7611           Value *Op1 = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
7612                                         II->getOperand(2), Mask->getType(), CI);
7613           Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
7614           
7615           // Only extract each element once.
7616           Value *ExtractedElts[32];
7617           memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
7618           
7619           for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
7620             if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
7621               continue;
7622             unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
7623             Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
7624             
7625             if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
7626               Instruction *Elt = 
7627                 new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, Idx&15, "tmp");
7628               InsertNewInstBefore(Elt, CI);
7629               ExtractedElts[Idx] = Elt;
7630             }
7631           
7632             // Insert this value into the result vector.
7633             Result = new InsertElementInst(Result, ExtractedElts[Idx], i,"tmp");
7634             InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
7635           }
7636           return CastInst::create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
7637         }
7638       }
7639       break;
7640
7641     case Intrinsic::stackrestore: {
7642       // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
7643       // happen when variable allocas are DCE'd.
7644       if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
7645         if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
7646           BasicBlock::iterator BI = SS;
7647           if (&*++BI == II)
7648             return EraseInstFromFunction(CI);
7649         }
7650       }
7651       
7652       // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
7653       // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
7654       TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
7655       if (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)) {
7656         BasicBlock::iterator BI = II;
7657         bool CannotRemove = false;
7658         for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
7659           if (isa<AllocaInst>(BI) ||
7660               (isa<CallInst>(BI) && !isa<IntrinsicInst>(BI))) {
7661             CannotRemove = true;
7662             break;
7663           }
7664         }
7665         if (!CannotRemove)
7666           return EraseInstFromFunction(CI);
7667       }
7668       break;
7669     }
7670     }
7671   }
7672
7673   return visitCallSite(II);
7674 }
7675
7676 // InvokeInst simplification
7677 //
7678 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
7679   return visitCallSite(&II);
7680 }
7681
7682 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
7683 //
7684 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
7685   bool Changed = false;
7686
7687   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
7688   // to the arguments of the call/invoke.
7689   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
7690
7691   Value *Callee = CS.getCalledValue();
7692
7693   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
7694     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
7695       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
7696       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
7697       // be unreachable, as the call is undefined.
7698       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
7699                     UndefValue::get(PointerType::get(Type::Int1Ty)), OldCall);
7700       if (!OldCall->use_empty())
7701         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
7702       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
7703         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
7704       return 0;
7705     }
7706
7707   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
7708     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
7709     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
7710     // that we can't modify the CFG here.
7711     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
7712                   UndefValue::get(PointerType::get(Type::Int1Ty)),
7713                   CS.getInstruction());
7714
7715     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
7716       CS.getInstruction()->
7717         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
7718
7719     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
7720       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
7721       new BranchInst(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
7722                      ConstantInt::getTrue(), II);
7723     }
7724     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
7725   }
7726
7727   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
7728   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
7729   if (FTy->isVarArg()) {
7730     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
7731     // the call.
7732     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
7733            E = CS.arg_end(); I != E; ++I)
7734       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I)) {
7735         // If this cast does not effect the value passed through the varargs
7736         // area, we can eliminate the use of the cast.
7737         Value *Op = CI->getOperand(0);
7738         if (CI->isLosslessCast()) {
7739           *I = Op;
7740           Changed = true;
7741         }
7742       }
7743   }
7744
7745   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
7746 }
7747
7748 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
7749 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
7750 //
7751 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
7752   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
7753   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
7754   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
7755       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
7756     return false;
7757   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
7758   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
7759
7760   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
7761   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
7762   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
7763   //
7764   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
7765   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
7766
7767   // Check to see if we are changing the return type...
7768   if (OldRetTy != FT->getReturnType()) {
7769     if (Callee->isDeclaration() && !Caller->use_empty() && 
7770         // Conversion is ok if changing from pointer to int of same size.
7771         !(isa<PointerType>(FT->getReturnType()) &&
7772           TD->getIntPtrType() == OldRetTy))
7773       return false;   // Cannot transform this return value.
7774
7775     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
7776     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
7777     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
7778     // the critical edge).  Bail out in this case.
7779     if (!Caller->use_empty())
7780       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
7781         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
7782              UI != E; ++UI)
7783           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
7784             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
7785                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
7786               return false;
7787   }
7788
7789   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
7790   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
7791
7792   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
7793   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
7794     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
7795     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
7796     ConstantInt *c = dyn_cast<ConstantInt>(*AI);
7797     //Some conversions are safe even if we do not have a body.
7798     //Either we can cast directly, or we can upconvert the argument
7799     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
7800       (isa<PointerType>(ParamTy) && isa<PointerType>(ActTy)) ||
7801       (ParamTy->isInteger() && ActTy->isInteger() &&
7802        ParamTy->getPrimitiveSizeInBits() >= ActTy->getPrimitiveSizeInBits()) ||
7803       (c && ParamTy->getPrimitiveSizeInBits() >= ActTy->getPrimitiveSizeInBits()
7804        && c->getValue().isStrictlyPositive());
7805     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
7806
7807     // Most other conversions can be done if we have a body, even if these
7808     // lose information, e.g. int->short.
7809     // Some conversions cannot be done at all, e.g. float to pointer.
7810     // Logic here parallels CastInst::getCastOpcode (the design there
7811     // requires legality checks like this be done before calling it).
7812     if (ParamTy->isInteger()) {
7813       if (const VectorType *VActTy = dyn_cast<VectorType>(ActTy)) {
7814         if (VActTy->getBitWidth() != ParamTy->getPrimitiveSizeInBits())
7815           return false;
7816       }
7817       if (!ActTy->isInteger() && !ActTy->isFloatingPoint() &&
7818           !isa<PointerType>(ActTy))
7819         return false;
7820     } else if (ParamTy->isFloatingPoint()) {
7821       if (const VectorType *VActTy = dyn_cast<VectorType>(ActTy)) {
7822         if (VActTy->getBitWidth() != ParamTy->getPrimitiveSizeInBits())
7823           return false;
7824       }
7825       if (!ActTy->isInteger() && !ActTy->isFloatingPoint())
7826         return false;
7827     } else if (const VectorType *VParamTy = dyn_cast<VectorType>(ParamTy)) {
7828       if (const VectorType *VActTy = dyn_cast<VectorType>(ActTy)) {
7829         if (VActTy->getBitWidth() != VParamTy->getBitWidth())
7830           return false;
7831       }
7832       if (VParamTy->getBitWidth() != ActTy->getPrimitiveSizeInBits())      
7833         return false;
7834     } else if (isa<PointerType>(ParamTy)) {
7835       if (!ActTy->isInteger() && !isa<PointerType>(ActTy))
7836         return false;
7837     } else {
7838       return false;
7839     }
7840   }
7841
7842   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
7843       Callee->isDeclaration())
7844     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body...
7845
7846   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
7847   // inserting cast instructions as necessary...
7848   std::vector<Value*> Args;
7849   Args.reserve(NumActualArgs);
7850
7851   AI = CS.arg_begin();
7852   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
7853     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
7854     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
7855       Args.push_back(*AI);
7856     } else {
7857       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
7858           false, ParamTy, false);
7859       CastInst *NewCast = CastInst::create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
7860       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
7861     }
7862   }
7863
7864   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
7865   // now...
7866   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
7867     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
7868
7869   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
7870   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs)
7871     if (!FT->isVarArg()) {
7872       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
7873            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
7874     } else {
7875       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
7876       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
7877         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
7878         if (PTy != (*AI)->getType()) {
7879           // Must promote to pass through va_arg area!
7880           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
7881                                                                 PTy, false);
7882           Instruction *Cast = CastInst::create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
7883           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
7884           Args.push_back(Cast);
7885         } else {
7886           Args.push_back(*AI);
7887         }
7888       }
7889     }
7890
7891   if (FT->getReturnType() == Type::VoidTy)
7892     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
7893
7894   Instruction *NC;
7895   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
7896     NC = new InvokeInst(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
7897                         &Args[0], Args.size(), Caller->getName(), Caller);
7898     cast<InvokeInst>(II)->setCallingConv(II->getCallingConv());
7899   } else {
7900     NC = new CallInst(Callee, &Args[0], Args.size(), Caller->getName(), Caller);
7901     if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
7902       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
7903    cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
7904   }
7905
7906   // Insert a cast of the return type as necessary.
7907   Value *NV = NC;
7908   if (Caller->getType() != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
7909     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
7910       const Type *CallerTy = Caller->getType();
7911       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
7912                                                             CallerTy, false);
7913       NV = NC = CastInst::create(opcode, NC, CallerTy, "tmp");
7914
7915       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
7916       // non-phi, instruction in the normal successor block.
7917       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
7918         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->begin();
7919         while (isa<PHINode>(I)) ++I;
7920         InsertNewInstBefore(NC, *I);
7921       } else {
7922         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
7923         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
7924       }
7925       AddUsersToWorkList(*Caller);
7926     } else {
7927       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
7928     }
7929   }
7930
7931   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
7932     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
7933   Caller->eraseFromParent();
7934   RemoveFromWorkList(Caller);
7935   return true;
7936 }
7937
7938 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
7939 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
7940 /// and a single binop.
7941 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
7942   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
7943   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) ||
7944          isa<CmpInst>(FirstInst));
7945   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
7946   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
7947   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
7948     
7949   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
7950   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
7951   
7952   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
7953   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
7954   for (unsigned i = 0; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
7955     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
7956     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
7957         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
7958         // types or GEP's with different index types.
7959         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
7960         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
7961       return 0;
7962
7963     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
7964     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
7965       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
7966           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
7967         return 0;
7968     
7969     // Keep track of which operand needs a phi node.
7970     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
7971     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
7972   }
7973   
7974   // Otherwise, this is safe to transform, determine if it is profitable.
7975
7976   // If this is a GEP, and if the index (not the pointer) needs a PHI, bail out.
7977   // Indexes are often folded into load/store instructions, so we don't want to
7978   // hide them behind a phi.
7979   if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) && RHSVal == 0)
7980     return 0;
7981   
7982   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
7983   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
7984   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
7985   if (LHSVal == 0) {
7986     NewLHS = new PHINode(LHSType, FirstInst->getOperand(0)->getName()+".pn");
7987     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
7988     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
7989     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
7990     LHSVal = NewLHS;
7991   }
7992   
7993   if (RHSVal == 0) {
7994     NewRHS = new PHINode(RHSType, FirstInst->getOperand(1)->getName()+".pn");
7995     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
7996     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
7997     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
7998     RHSVal = NewRHS;
7999   }
8000   
8001   // Add all operands to the new PHIs.
8002   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8003     if (NewLHS) {
8004       Value *NewInLHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
8005       NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
8006     }
8007     if (NewRHS) {
8008       Value *NewInRHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(1);
8009       NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
8010     }
8011   }
8012     
8013   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
8014     return BinaryOperator::create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
8015   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
8016     return CmpInst::create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), LHSVal, 
8017                            RHSVal);
8018   else {
8019     assert(isa<GetElementPtrInst>(FirstInst));
8020     return new GetElementPtrInst(LHSVal, RHSVal);
8021   }
8022 }
8023
8024 /// isSafeToSinkLoad - Return true if we know that it is safe sink the load out
8025 /// of the block that defines it.  This means that it must be obvious the value
8026 /// of the load is not changed from the point of the load to the end of the
8027 /// block it is in.
8028 ///
8029 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
8030 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
8031 /// to a register.
8032 static bool isSafeToSinkLoad(LoadInst *L) {
8033   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
8034   
8035   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
8036     if (BBI->mayWriteToMemory())
8037       return false;
8038   
8039   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
8040   // profitable to do this xform.
8041   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
8042     bool isAddressTaken = false;
8043     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
8044          UI != E; ++UI) {
8045       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
8046       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
8047         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
8048         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
8049       }
8050       isAddressTaken = true;
8051       break;
8052     }
8053     
8054     if (!isAddressTaken)
8055       return false;
8056   }
8057   
8058   return true;
8059 }
8060
8061
8062 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
8063 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
8064 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
8065 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
8066   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
8067
8068   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
8069   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
8070   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
8071   // code size and simplifying code.
8072   Constant *ConstantOp = 0;
8073   const Type *CastSrcTy = 0;
8074   bool isVolatile = false;
8075   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
8076     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
8077   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
8078     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
8079     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
8080     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
8081     if (ConstantOp == 0)
8082       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
8083   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
8084     isVolatile = LI->isVolatile();
8085     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
8086     // load and the PHI.
8087     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
8088         !isSafeToSinkLoad(LI))
8089       return 0;
8090   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
8091     if (FirstInst->getNumOperands() == 2)
8092       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
8093     // Can't handle general GEPs yet.
8094     return 0;
8095   } else {
8096     return 0;  // Cannot fold this operation.
8097   }
8098
8099   // Check to see if all arguments are the same operation.
8100   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8101     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
8102     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
8103     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
8104       return 0;
8105     if (CastSrcTy) {
8106       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
8107         return 0;  // Cast operation must match.
8108     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
8109       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
8110       // the load and the PHI.
8111       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
8112           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
8113           !isSafeToSinkLoad(LI))
8114         return 0;
8115     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
8116       return 0;
8117     }
8118   }
8119
8120   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
8121   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
8122   PHINode *NewPN = new PHINode(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
8123                                PN.getName()+".in");
8124   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
8125
8126   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
8127   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
8128
8129   // Add all operands to the new PHI.
8130   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8131     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
8132     if (NewInVal != InVal)
8133       InVal = 0;
8134     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
8135   }
8136
8137   Value *PhiVal;
8138   if (InVal) {
8139     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
8140     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
8141     PhiVal = InVal;
8142     delete NewPN;
8143   } else {
8144     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
8145     PhiVal = NewPN;
8146   }
8147
8148   // Insert and return the new operation.
8149   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
8150     return CastInst::create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
8151   else if (isa<LoadInst>(FirstInst))
8152     return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
8153   else if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
8154     return BinaryOperator::create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
8155   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
8156     return CmpInst::create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
8157                            PhiVal, ConstantOp);
8158   else
8159     assert(0 && "Unknown operation");
8160   return 0;
8161 }
8162
8163 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
8164 /// that is dead.
8165 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
8166                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
8167   if (PN->use_empty()) return true;
8168   if (!PN->hasOneUse()) return false;
8169
8170   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
8171   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
8172     return true;
8173
8174   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
8175     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
8176
8177   return false;
8178 }
8179
8180 // PHINode simplification
8181 //
8182 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
8183   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
8184   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
8185   
8186   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
8187     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
8188
8189   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
8190   // reducing code size.
8191   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
8192       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
8193     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
8194       return Result;
8195
8196   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
8197   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
8198   // PHI)... break the cycle.
8199   if (PN.hasOneUse()) {
8200     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
8201     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
8202       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
8203       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
8204       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
8205         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
8206     }
8207    
8208     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
8209     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
8210     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
8211     // common case here is good because the only other things that catch this
8212     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
8213     // late.
8214     if (PHIUser->hasOneUse() &&
8215         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
8216         PHIUser->use_back() == &PN) {
8217       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
8218     }
8219   }
8220
8221   return 0;
8222 }
8223
8224 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
8225                                    Instruction *InsertPoint,
8226                                    InstCombiner *IC) {
8227   unsigned PtrSize = DTy->getPrimitiveSizeInBits();
8228   unsigned VTySize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8229   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
8230   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
8231   // used for address computation.
8232   Instruction::CastOps opcode = 
8233      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
8234       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
8235   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
8236 }
8237
8238
8239 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
8240   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
8241   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
8242   // If so, eliminate the noop.
8243   if (GEP.getNumOperands() == 1)
8244     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
8245
8246   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
8247     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
8248
8249   bool HasZeroPointerIndex = false;
8250   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
8251     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
8252
8253   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
8254     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
8255
8256   // Eliminate unneeded casts for indices.
8257   bool MadeChange = false;
8258   
8259   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
8260   for (unsigned i = 1, e = GEP.getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
8261     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
8262       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(GEP.getOperand(i))) {
8263         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
8264             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
8265           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
8266           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
8267           // is a 32-bit pointer target.
8268           if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
8269             MadeChange = true;
8270             GEP.setOperand(i, CI->getOperand(0));
8271           }
8272         }
8273       }
8274       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
8275       // to what we need.  If the incoming value needs a cast instruction,
8276       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
8277       // obvious.
8278       Value *Op = GEP.getOperand(i);
8279       if (TD->getTypeSize(Op->getType()) > TD->getPointerSize())
8280         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
8281           GEP.setOperand(i, ConstantExpr::getTrunc(C, TD->getIntPtrType()));
8282           MadeChange = true;
8283         } else {
8284           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
8285                                 GEP);
8286           GEP.setOperand(i, Op);
8287           MadeChange = true;
8288         }
8289     }
8290   }
8291   if (MadeChange) return &GEP;
8292
8293   // If this GEP instruction doesn't move the pointer, and if the input operand
8294   // is a bitcast of another pointer, just replace the GEP with a bitcast of the
8295   // real input to the dest type.
8296   if (GEP.hasAllZeroIndices() && isa<BitCastInst>(GEP.getOperand(0)))
8297     return new BitCastInst(cast<BitCastInst>(GEP.getOperand(0))->getOperand(0),
8298                            GEP.getType());
8299     
8300   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
8301   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
8302   // getelementptr instructions into a single instruction.
8303   //
8304   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
8305   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
8306     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
8307
8308   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
8309     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
8310     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
8311     // avoids us creating a TON of code in some cases.
8312     //
8313     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
8314         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
8315       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
8316
8317     SmallVector<Value*, 8> Indices;
8318
8319     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
8320     bool EndsWithSequential = false;
8321     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
8322            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
8323       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
8324
8325     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
8326     if (EndsWithSequential) {
8327       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
8328       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
8329       //
8330       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
8331       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
8332         Sum = GO1;
8333       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
8334         Sum = SO1;
8335       } else {
8336         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
8337         // target's pointer size.
8338         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
8339           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
8340             SO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
8341           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
8342             GO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
8343           } else {
8344             unsigned PS = TD->getPointerSize();
8345             if (TD->getTypeSize(SO1->getType()) == PS) {
8346               // Convert GO1 to SO1's type.
8347               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
8348
8349             } else if (TD->getTypeSize(GO1->getType()) == PS) {
8350               // Convert SO1 to GO1's type.
8351               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
8352             } else {
8353               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
8354               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
8355               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
8356             }
8357           }
8358         }
8359         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
8360           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
8361         else {
8362           Sum = BinaryOperator::createAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
8363           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
8364         }
8365       }
8366
8367       // Recycle the GEP we already have if possible.
8368       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
8369         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
8370         GEP.setOperand(1, Sum);
8371         return &GEP;
8372       } else {
8373         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
8374                        SrcGEPOperands.end()-1);
8375         Indices.push_back(Sum);
8376         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
8377       }
8378     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
8379                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
8380                SrcGEPOperands.size() != 1) {
8381       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
8382       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
8383                      SrcGEPOperands.end());
8384       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
8385     }
8386
8387     if (!Indices.empty())
8388       return new GetElementPtrInst(SrcGEPOperands[0], &Indices[0],
8389                                    Indices.size(), GEP.getName());
8390
8391   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
8392     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
8393     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
8394
8395     // Scan for nonconstants...
8396     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
8397     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
8398     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
8399       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
8400
8401     if (I == E) {  // If they are all constants...
8402       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV,
8403                                                     &Indices[0],Indices.size());
8404
8405       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
8406       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
8407     }
8408   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
8409     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
8410       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
8411     } else if (HasZeroPointerIndex) {
8412       // transform: GEP (cast [10 x ubyte]* X to [0 x ubyte]*), long 0, ...
8413       // into     : GEP [10 x ubyte]* X, long 0, ...
8414       //
8415       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
8416       //
8417       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
8418       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
8419       if (const ArrayType *XATy =
8420           dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
8421         if (const ArrayType *CATy =
8422             dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
8423           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
8424             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
8425             // to an array of the same type as the destination pointer
8426             // array.  Because the array type is never stepped over (there
8427             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
8428             GEP.setOperand(0, X);
8429             return &GEP;
8430           }
8431     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
8432       // Transform things like:
8433       // %t = getelementptr ubyte* cast ([2 x int]* %str to uint*), uint %V
8434       // into:  %t1 = getelementptr [2 x int*]* %str, int 0, uint %V; cast
8435       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
8436       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
8437       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
8438           TD->getTypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
8439           TD->getTypeSize(ResElTy)) {
8440         Value *V = InsertNewInstBefore(
8441                new GetElementPtrInst(X, Constant::getNullValue(Type::Int32Ty),
8442                                      GEP.getOperand(1), GEP.getName()), GEP);
8443         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
8444         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
8445       }
8446       
8447       // Transform things like:
8448       // getelementptr sbyte* cast ([100 x double]* X to sbyte*), int %tmp
8449       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
8450       // getelementptr [100 x double]* %arr, int 0, int %tmp.2
8451       
8452       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
8453           (ResElTy == Type::Int8Ty || ResElTy == Type::Int8Ty)) {
8454         uint64_t ArrayEltSize =
8455             TD->getTypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
8456         
8457         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
8458         // allow either a mul, shift, or constant here.
8459         Value *NewIdx = 0;
8460         ConstantInt *Scale = 0;
8461         if (ArrayEltSize == 1) {
8462           NewIdx = GEP.getOperand(1);
8463           Scale = ConstantInt::get(NewIdx->getType(), 1);
8464         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
8465           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
8466           Scale = CI;
8467         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
8468           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
8469               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
8470             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
8471             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
8472             Scale = ConstantInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmtVal);
8473             NewIdx = Inst->getOperand(0);
8474           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
8475                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
8476             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
8477             NewIdx = Inst->getOperand(0);
8478           }
8479         }
8480
8481         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
8482         // out, perform the transformation.
8483         if (Scale && Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
8484           if (isa<ConstantInt>(Scale))
8485             Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
8486                                       Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
8487           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
8488             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
8489                                                        true /*SExt*/);
8490             Instruction *Sc = BinaryOperator::createMul(NewIdx, C, "idxscale");
8491             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
8492           }
8493
8494           // Insert the new GEP instruction.
8495           Instruction *NewGEP =
8496             new GetElementPtrInst(X, Constant::getNullValue(Type::Int32Ty),
8497                                   NewIdx, GEP.getName());
8498           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
8499           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
8500           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
8501         }
8502       }
8503     }
8504   }
8505
8506   return 0;
8507 }
8508
8509 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
8510   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
8511   if (AI.isArrayAllocation())    // Check C != 1
8512     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
8513       const Type *NewTy = 
8514         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
8515       AllocationInst *New = 0;
8516
8517       // Create and insert the replacement instruction...
8518       if (isa<MallocInst>(AI))
8519         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
8520       else {
8521         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
8522         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
8523       }
8524
8525       InsertNewInstBefore(New, AI);
8526
8527       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
8528       // allocas if possible...
8529       //
8530       BasicBlock::iterator It = New;
8531       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
8532
8533       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
8534       // insert our getelementptr instruction...
8535       //
8536       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8537       Value *V = new GetElementPtrInst(New, NullIdx, NullIdx,
8538                                        New->getName()+".sub", It);
8539
8540       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
8541       // allocation.
8542       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
8543     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
8544       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
8545     }
8546
8547   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
8548   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
8549   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
8550   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() &&
8551       TD->getTypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
8552     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
8553
8554   return 0;
8555 }
8556
8557 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
8558   Value *Op = FI.getOperand(0);
8559
8560   // free undef -> unreachable.
8561   if (isa<UndefValue>(Op)) {
8562     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
8563     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
8564                   UndefValue::get(PointerType::get(Type::Int1Ty)), &FI);
8565     return EraseInstFromFunction(FI);
8566   }
8567   
8568   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
8569   // when lots of inlining happens.
8570   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
8571     return EraseInstFromFunction(FI);
8572   
8573   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
8574   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
8575     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
8576     return &FI;
8577   }
8578   
8579   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
8580   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
8581     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
8582       AddToWorkList(GEPI);
8583       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
8584       return &FI;
8585     }
8586   }
8587   
8588   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
8589   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
8590     if (MI->hasOneUse()) {
8591       EraseInstFromFunction(FI);
8592       return EraseInstFromFunction(*MI);
8593     }
8594
8595   return 0;
8596 }
8597
8598
8599 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
8600 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI) {
8601   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
8602   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
8603
8604   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
8605   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
8606     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
8607
8608     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
8609          isa<VectorType>(DestPTy)) {
8610       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
8611       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
8612       // constants.
8613       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
8614         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
8615           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
8616             Value *Idxs[2];
8617             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8618             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
8619             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
8620             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
8621           }
8622
8623       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
8624             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
8625           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
8626           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
8627           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
8628           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
8629                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
8630
8631         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
8632         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
8633         // the result of the loaded value.
8634         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
8635                                                              CI->getName(),
8636                                                          LI.isVolatile()),LI);
8637         // Now cast the result of the load.
8638         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
8639       }
8640     }
8641   }
8642   return 0;
8643 }
8644
8645 /// isSafeToLoadUnconditionally - Return true if we know that executing a load
8646 /// from this value cannot trap.  If it is not obviously safe to load from the
8647 /// specified pointer, we do a quick local scan of the basic block containing
8648 /// ScanFrom, to determine if the address is already accessed.
8649 static bool isSafeToLoadUnconditionally(Value *V, Instruction *ScanFrom) {
8650   // If it is an alloca or global variable, it is always safe to load from.
8651   if (isa<AllocaInst>(V) || isa<GlobalVariable>(V)) return true;
8652
8653   // Otherwise, be a little bit agressive by scanning the local block where we
8654   // want to check to see if the pointer is already being loaded or stored
8655   // from/to.  If so, the previous load or store would have already trapped,
8656   // so there is no harm doing an extra load (also, CSE will later eliminate
8657   // the load entirely).
8658   BasicBlock::iterator BBI = ScanFrom, E = ScanFrom->getParent()->begin();
8659
8660   while (BBI != E) {
8661     --BBI;
8662
8663     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
8664       if (LI->getOperand(0) == V) return true;
8665     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
8666       if (SI->getOperand(1) == V) return true;
8667
8668   }
8669   return false;
8670 }
8671
8672 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
8673   Value *Op = LI.getOperand(0);
8674
8675   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
8676   if (isa<CastInst>(Op))
8677     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI))
8678       return Res;
8679
8680   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
8681   if (LI.isVolatile()) return 0;
8682   
8683   if (&LI.getParent()->front() != &LI) {
8684     BasicBlock::iterator BBI = &LI; --BBI;
8685     // If the instruction immediately before this is a store to the same
8686     // address, do a simple form of store->load forwarding.
8687     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
8688       if (SI->getOperand(1) == LI.getOperand(0))
8689         return ReplaceInstUsesWith(LI, SI->getOperand(0));
8690     if (LoadInst *LIB = dyn_cast<LoadInst>(BBI))
8691       if (LIB->getOperand(0) == LI.getOperand(0))
8692         return ReplaceInstUsesWith(LI, LIB);
8693   }
8694
8695   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op))
8696     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI->getOperand(0))) {
8697       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
8698       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
8699       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
8700       // CFG.
8701       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
8702                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
8703       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
8704     }
8705
8706   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
8707     // load null/undef -> undef
8708     if ((C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C))) {
8709       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
8710       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
8711       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
8712       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
8713                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
8714       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
8715     }
8716
8717     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
8718     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
8719       if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
8720         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
8721
8722     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
8723     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op))
8724       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
8725         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
8726           if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
8727             if (Constant *V = 
8728                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
8729               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
8730         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
8731           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
8732           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
8733           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
8734           // CFG.
8735           new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
8736                         Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
8737           return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
8738         }
8739
8740       } else if (CE->isCast()) {
8741         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI))
8742           return Res;
8743       }
8744   }
8745
8746   if (Op->hasOneUse()) {
8747     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
8748     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
8749     // exposes redundancy in the code.
8750     //
8751     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
8752     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
8753     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
8754     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
8755     // unconditionally.
8756     //
8757     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
8758       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
8759       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
8760           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
8761         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
8762                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
8763         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
8764                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
8765         return new SelectInst(SI->getCondition(), V1, V2);
8766       }
8767
8768       // load (select (cond, null, P)) -> load P
8769       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
8770         if (C->isNullValue()) {
8771           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
8772           return &LI;
8773         }
8774
8775       // load (select (cond, P, null)) -> load P
8776       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
8777         if (C->isNullValue()) {
8778           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
8779           return &LI;
8780         }
8781     }
8782   }
8783   return 0;
8784 }
8785
8786 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
8787 /// when possible.
8788 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
8789   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
8790   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
8791
8792   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
8793   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
8794     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
8795
8796     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
8797       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
8798       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
8799       // constants.
8800       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
8801         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
8802           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
8803             Value* Idxs[2];
8804             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8805             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
8806             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
8807             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
8808           }
8809
8810       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
8811           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
8812                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
8813
8814         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
8815         // the same size.  Instead of casting the pointer before 
8816         // the store, cast the value to be stored.
8817         Value *NewCast;
8818         Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
8819         Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
8820         const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
8821         const Type* CastDstTy = SrcPTy;
8822         if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
8823           if (CastSrcTy->isInteger())
8824             opcode = Instruction::IntToPtr;
8825         } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
8826           if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
8827             opcode = Instruction::PtrToInt;
8828         }
8829         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
8830           NewCast = ConstantExpr::getCast(opcode, C, CastDstTy);
8831         else
8832           NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
8833             CastInst::create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
8834             SI);
8835         return new StoreInst(NewCast, CastOp);
8836       }
8837     }
8838   }
8839   return 0;
8840 }
8841
8842 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
8843   Value *Val = SI.getOperand(0);
8844   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
8845
8846   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
8847     EraseInstFromFunction(SI);
8848     ++NumCombined;
8849     return 0;
8850   }
8851   
8852   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
8853   // alloca dead.
8854   if (Ptr->hasOneUse()) {
8855     if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
8856       EraseInstFromFunction(SI);
8857       ++NumCombined;
8858       return 0;
8859     }
8860     
8861     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
8862       if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) &&
8863           GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
8864         EraseInstFromFunction(SI);
8865         ++NumCombined;
8866         return 0;
8867       }
8868   }
8869
8870   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consequtive
8871   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
8872   // situation often occurs with bitfield accesses.
8873   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
8874   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
8875        --ScanInsts) {
8876     --BBI;
8877     
8878     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
8879       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
8880       if (!PrevSI->isVolatile() && PrevSI->getOperand(1) == SI.getOperand(1)) {
8881         ++NumDeadStore;
8882         ++BBI;
8883         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
8884         continue;
8885       }
8886       break;
8887     }
8888     
8889     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
8890     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
8891     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
8892     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
8893       if (LI == Val && LI->getOperand(0) == Ptr) {
8894         EraseInstFromFunction(SI);
8895         ++NumCombined;
8896         return 0;
8897       }
8898       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
8899       // may not be dead.
8900       break;
8901     }
8902     
8903     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
8904     if (BBI->mayWriteToMemory())
8905       break;
8906   }
8907   
8908   
8909   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
8910
8911   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
8912   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
8913     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
8914       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
8915       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
8916         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
8917       ++NumCombined;
8918     }
8919     return 0;  // Do not modify these!
8920   }
8921
8922   // store undef, Ptr -> noop
8923   if (isa<UndefValue>(Val)) {
8924     EraseInstFromFunction(SI);
8925     ++NumCombined;
8926     return 0;
8927   }
8928
8929   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
8930   // source instead.
8931   if (isa<CastInst>(Ptr))
8932     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
8933       return Res;
8934   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
8935     if (CE->isCast())
8936       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
8937         return Res;
8938
8939   
8940   // If this store is the last instruction in the basic block, and if the block
8941   // ends with an unconditional branch, try to move it to the successor block.
8942   BBI = &SI; ++BBI;
8943   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
8944     if (BI->isUnconditional())
8945       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
8946         return 0;  // xform done!
8947   
8948   return 0;
8949 }
8950
8951 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
8952 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
8953 /// into a phi node with a store in the successor.
8954 ///
8955 /// Simplify things like:
8956 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
8957 /// into a phi node with a store in the successor.
8958 ///
8959 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
8960   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
8961   
8962   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
8963   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
8964   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
8965   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
8966   
8967   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
8968   // the other predecessor.
8969   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
8970   BasicBlock *OtherBB = 0;
8971   if (*PI != StoreBB)
8972     OtherBB = *PI;
8973   ++PI;
8974   if (PI == pred_end(DestBB))
8975     return false;
8976   
8977   if (*PI != StoreBB) {
8978     if (OtherBB)
8979       return false;
8980     OtherBB = *PI;
8981   }
8982   if (++PI != pred_end(DestBB))
8983     return false;
8984   
8985   
8986   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
8987   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
8988   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
8989   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
8990     return false;
8991   
8992   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
8993   // else' case.  there is an instruction before the branch.
8994   StoreInst *OtherStore = 0;
8995   if (OtherBr->isUnconditional()) {
8996     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
8997     --BBI;
8998     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
8999     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
9000       return false;
9001   } else {
9002     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
9003     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
9004     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
9005         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
9006       return false;
9007     
9008     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
9009     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
9010     // lives in OtherBB.
9011     for (;; --BBI) {
9012       // Check to see if we find the matching store.
9013       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
9014         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
9015           return false;
9016         break;
9017       }
9018       // If we find something that may be using the stored value, or if we run
9019       // out of instructions, we can't do the xform.
9020       if (isa<LoadInst>(BBI) || BBI->mayWriteToMemory() ||
9021           BBI == OtherBB->begin())
9022         return false;
9023     }
9024     
9025     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
9026     // make sure nothing reads the stored value in StoreBB.
9027     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
9028       // FIXME: This should really be AA driven.
9029       if (isa<LoadInst>(I) || I->mayWriteToMemory())
9030         return false;
9031     }
9032   }
9033   
9034   // Insert a PHI node now if we need it.
9035   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
9036   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
9037     PHINode *PN = new PHINode(MergedVal->getType(), "storemerge");
9038     PN->reserveOperandSpace(2);
9039     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
9040     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
9041     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
9042   }
9043   
9044   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
9045   // insert it.
9046   BBI = DestBB->begin();
9047   while (isa<PHINode>(BBI)) ++BBI;
9048   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
9049                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
9050   
9051   // Nuke the old stores.
9052   EraseInstFromFunction(SI);
9053   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
9054   ++NumCombined;
9055   return true;
9056 }
9057
9058
9059 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
9060   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
9061   Value *X = 0;
9062   BasicBlock *TrueDest;
9063   BasicBlock *FalseDest;
9064   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
9065       !isa<Constant>(X)) {
9066     // Swap Destinations and condition...
9067     BI.setCondition(X);
9068     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
9069     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
9070     return &BI;
9071   }
9072
9073   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
9074   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
9075   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
9076                              TrueDest, FalseDest)))
9077     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
9078          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
9079       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
9080       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
9081       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
9082       NewSCC->takeName(I);
9083       // Swap Destinations and condition...
9084       BI.setCondition(NewSCC);
9085       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
9086       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
9087       RemoveFromWorkList(I);
9088       I->eraseFromParent();
9089       AddToWorkList(NewSCC);
9090       return &BI;
9091     }
9092
9093   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
9094   ICmpInst::Predicate IPred;
9095   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
9096                       TrueDest, FalseDest)))
9097     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
9098          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
9099          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
9100       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
9101       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
9102       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
9103       NewSCC->takeName(I);
9104       // Swap Destinations and condition...
9105       BI.setCondition(NewSCC);
9106       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
9107       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
9108       RemoveFromWorkList(I);
9109       I->eraseFromParent();;
9110       AddToWorkList(NewSCC);
9111       return &BI;
9112     }
9113
9114   return 0;
9115 }
9116
9117 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
9118   Value *Cond = SI.getCondition();
9119   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
9120     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
9121       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
9122         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
9123         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
9124           SI.setOperand(i,ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
9125                                                 AddRHS));
9126         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
9127         AddToWorkList(I);
9128         return &SI;
9129       }
9130   }
9131   return 0;
9132 }
9133
9134 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
9135 /// is to leave as a vector operation.
9136 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
9137   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
9138     return true;
9139   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
9140     if (isConstant) return true;
9141     // If all elts are the same, we can extract.
9142     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
9143     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
9144       if (C->getOperand(i) != Op0)
9145         return false;
9146     return true;
9147   }
9148   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
9149   if (!I) return false;
9150   
9151   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
9152   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
9153   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
9154       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
9155     return true;
9156   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
9157     return true;
9158   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
9159     if (BO->hasOneUse() &&
9160         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
9161          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
9162       return true;
9163   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
9164     if (CI->hasOneUse() &&
9165         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
9166          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
9167       return true;
9168   
9169   return false;
9170 }
9171
9172 /// Read and decode a shufflevector mask.
9173 ///
9174 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
9175 /// elements in the input.
9176 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
9177   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
9178   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
9179     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
9180   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
9181     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
9182
9183   std::vector<unsigned> Result;
9184   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
9185   for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
9186     if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i)))
9187       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
9188     else
9189       Result.push_back(cast<ConstantInt>(CP->getOperand(i))->getZExtValue());
9190   return Result;
9191 }
9192
9193 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
9194 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
9195 /// extracted from the vector.
9196 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
9197   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
9198   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
9199   unsigned Width = PTy->getNumElements();
9200   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
9201     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
9202   
9203   if (isa<UndefValue>(V))
9204     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
9205   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
9206     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
9207   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
9208     return CP->getOperand(EltNo);
9209   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
9210     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
9211     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
9212       return 0;
9213     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
9214     
9215     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
9216     // inserted value.
9217     if (EltNo == IIElt) 
9218       return III->getOperand(1);
9219     
9220     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
9221     // vector input.
9222     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
9223   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
9224     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
9225     if (InEl < Width)
9226       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
9227     else if (InEl < Width*2)
9228       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - Width);
9229     else
9230       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
9231   }
9232   
9233   // Otherwise, we don't know.
9234   return 0;
9235 }
9236
9237 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
9238
9239   // If packed val is undef, replace extract with scalar undef.
9240   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
9241     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
9242
9243   // If packed val is constant 0, replace extract with scalar 0.
9244   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
9245     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
9246   
9247   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
9248     // If packed val is constant with uniform operands, replace EI
9249     // with that operand
9250     Constant *op0 = C->getOperand(0);
9251     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
9252       if (C->getOperand(i) != op0) {
9253         op0 = 0; 
9254         break;
9255       }
9256     if (op0)
9257       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
9258   }
9259   
9260   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
9261   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
9262   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
9263     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
9264     unsigned VectorWidth = 
9265       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
9266       
9267     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
9268     // crashing the code below.
9269     if (IndexVal >= VectorWidth)
9270       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
9271     
9272     // This instruction only demands the single element from the input vector.
9273     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
9274     // property.
9275     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
9276       uint64_t UndefElts;
9277       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
9278                                                 1 << IndexVal,
9279                                                 UndefElts)) {
9280         EI.setOperand(0, V);
9281         return &EI;
9282       }
9283     }
9284     
9285     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
9286       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
9287     
9288     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
9289     // the same number of elements, see if we can find the source element from
9290     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
9291     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
9292       if (const VectorType *VT = 
9293               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
9294         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
9295           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
9296             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
9297     }
9298   }
9299   
9300   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
9301     if (I->hasOneUse()) {
9302       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
9303       // profitable to do so
9304       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
9305         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
9306         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
9307           ExtractElementInst *newEI0 = 
9308             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
9309                                    EI.getName()+".lhs");
9310           ExtractElementInst *newEI1 =
9311             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
9312                                    EI.getName()+".rhs");
9313           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
9314           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
9315           return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
9316         }
9317       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
9318         Value *Ptr = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, I->getOperand(0),
9319                                       PointerType::get(EI.getType()), EI);
9320         GetElementPtrInst *GEP = 
9321           new GetElementPtrInst(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName() + ".gep");
9322         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
9323         return new LoadInst(GEP);
9324       }
9325     }
9326     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
9327       // Extracting the inserted element?
9328       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
9329         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
9330       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
9331       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
9332       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
9333           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
9334         AddUsesToWorkList(EI);
9335         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
9336         return &EI;
9337       }
9338     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
9339       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
9340       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
9341       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
9342         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
9343         Value *Src;
9344         if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements())
9345           Src = SVI->getOperand(0);
9346         else if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements()*2) {
9347           SrcIdx -= SVI->getType()->getNumElements();
9348           Src = SVI->getOperand(1);
9349         } else {
9350           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
9351         }
9352         return new ExtractElementInst(Src, SrcIdx);
9353       }
9354     }
9355   }
9356   return 0;
9357 }
9358
9359 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
9360 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
9361 /// Otherwise, return false.
9362 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
9363                                          std::vector<Constant*> &Mask) {
9364   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
9365          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
9366   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
9367
9368   if (isa<UndefValue>(V)) {
9369     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9370     return true;
9371   } else if (V == LHS) {
9372     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
9373       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
9374     return true;
9375   } else if (V == RHS) {
9376     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
9377       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i+NumElts));
9378     return true;
9379   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
9380     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
9381     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
9382     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
9383     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
9384     
9385     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
9386       return false;
9387     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
9388     
9389     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
9390       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
9391       // transitively ok.
9392       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
9393         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
9394         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::Int32Ty);
9395         return true;
9396       }      
9397     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
9398       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
9399           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
9400         unsigned ExtractedIdx =
9401           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
9402         
9403         // This must be extracting from either LHS or RHS.
9404         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
9405           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
9406           // transitively ok.
9407           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
9408             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
9409             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
9410               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
9411                  ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
9412             } else {
9413               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
9414               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
9415                 ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
9416               
9417             }
9418             return true;
9419           }
9420         }
9421       }
9422     }
9423   }
9424   // TODO: Handle shufflevector here!
9425   
9426   return false;
9427 }
9428
9429 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
9430 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
9431 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
9432 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
9433                                      Value *&RHS) {
9434   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
9435          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
9436          "Invalid shuffle!");
9437   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
9438
9439   if (isa<UndefValue>(V)) {
9440     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9441     return V;
9442   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
9443     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0));
9444     return V;
9445   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
9446     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
9447     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
9448     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
9449     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
9450     
9451     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
9452       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
9453           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
9454         unsigned ExtractedIdx =
9455           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
9456         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
9457         
9458         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
9459         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
9460         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
9461           RHS = EI->getOperand(0);
9462           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
9463           Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
9464             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
9465           return V;
9466         }
9467         
9468         if (VecOp == RHS) {
9469           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
9470           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
9471           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
9472             if (i != InsertedIdx)
9473               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+i);
9474           }
9475           return V;
9476         }
9477         
9478         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
9479         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
9480         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
9481           return EI->getOperand(0);
9482         
9483       }
9484     }
9485   }
9486   // TODO: Handle shufflevector here!
9487   
9488   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
9489   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
9490     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
9491   return V;
9492 }
9493
9494 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
9495   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
9496   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
9497   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
9498   
9499   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
9500   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
9501     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
9502   
9503   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
9504   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
9505   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
9506     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
9507         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
9508       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
9509       unsigned ExtractedIdx =
9510         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
9511       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
9512       
9513       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
9514         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
9515       
9516       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
9517         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
9518       
9519       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
9520       // back into the same place, just use the input vector.
9521       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
9522         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
9523       
9524       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
9525       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
9526       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
9527       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
9528       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
9529         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
9530         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
9531         // Build a new shuffle mask.
9532         std::vector<Constant*> Mask;
9533         if (isa<UndefValue>(VecOp))
9534           Mask.assign(NumVectorElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9535         else {
9536           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
9537           Mask.assign(NumVectorElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
9538                                                        NumVectorElts));
9539         } 
9540         Mask[InsertedIdx] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
9541         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
9542                                      ConstantVector::get(Mask));
9543       }
9544       
9545       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
9546       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
9547       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
9548         std::vector<Constant*> Mask;
9549         Value *RHS = 0;
9550         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
9551         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
9552         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
9553         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
9554       }
9555     }
9556   }
9557
9558   return 0;
9559 }
9560
9561
9562 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
9563   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
9564   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
9565   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
9566
9567   bool MadeChange = false;
9568   
9569   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
9570   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
9571     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
9572   
9573   // If we have shuffle(x, undef, mask) and any elements of mask refer to
9574   // the undef, change them to undefs.
9575   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(1))) {
9576     // Scan to see if there are any references to the RHS.  If so, replace them
9577     // with undef element refs and set MadeChange to true.
9578     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
9579       if (Mask[i] >= e && Mask[i] != 2*e) {
9580         Mask[i] = 2*e;
9581         MadeChange = true;
9582       }
9583     }
9584     
9585     if (MadeChange) {
9586       // Remap any references to RHS to use LHS.
9587       std::vector<Constant*> Elts;
9588       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
9589         if (Mask[i] == 2*e)
9590           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9591         else
9592           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
9593       }
9594       SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
9595     }
9596   }
9597   
9598   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
9599   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
9600   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
9601     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
9602       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
9603       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
9604     }
9605     
9606     // Remap any references to RHS to use LHS.
9607     std::vector<Constant*> Elts;
9608     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
9609       if (Mask[i] >= 2*e)
9610         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9611       else {
9612         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
9613             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS)))
9614           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
9615         else
9616           Mask[i] &= (e-1);  // Force to LHS.
9617         Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
9618       }
9619     }
9620     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
9621     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
9622     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
9623     LHS = SVI.getOperand(0);
9624     RHS = SVI.getOperand(1);
9625     MadeChange = true;
9626   }
9627   
9628   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
9629   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
9630     
9631   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
9632     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
9633     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
9634     isLHSID &= (Mask[i] == i);
9635       
9636     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
9637     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
9638   }
9639
9640   // Eliminate identity shuffles.
9641   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
9642   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
9643   
9644   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
9645   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
9646   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
9647   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
9648   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
9649   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
9650   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
9651   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
9652   // (splat(splat)) -> splat.
9653   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
9654     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
9655       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
9656
9657       std::vector<unsigned> NewMask;
9658       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
9659         if (Mask[i] >= 2*e)
9660           NewMask.push_back(2*e);
9661         else
9662           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
9663       
9664       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
9665       // the replacement.
9666       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
9667         std::vector<Constant*> Elts;
9668         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
9669           if (NewMask[i] >= e*2) {
9670             Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9671           } else {
9672             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
9673           }
9674         }
9675         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
9676                                      LHSSVI->getOperand(1),
9677                                      ConstantVector::get(Elts));
9678       }
9679     }
9680   }
9681
9682   return MadeChange ? &SVI : 0;
9683 }
9684
9685
9686
9687
9688 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
9689 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
9690 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
9691 /// end of its block.
9692 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
9693   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
9694
9695   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
9696   if (isa<PHINode>(I) || I->mayWriteToMemory()) return false;
9697
9698   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
9699   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
9700         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
9701     return false;
9702
9703   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
9704   // the end of block that could change the value.
9705   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
9706     for (BasicBlock::iterator Scan = LI, E = LI->getParent()->end();
9707          Scan != E; ++Scan)
9708       if (Scan->mayWriteToMemory())
9709         return false;
9710   }
9711
9712   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->begin();
9713   while (isa<PHINode>(InsertPos)) ++InsertPos;
9714
9715   I->moveBefore(InsertPos);
9716   ++NumSunkInst;
9717   return true;
9718 }
9719
9720
9721 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
9722 /// all reachable code to the worklist.
9723 ///
9724 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
9725 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
9726 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
9727 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
9728 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
9729 ///
9730 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
9731                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
9732                                        InstCombiner &IC,
9733                                        const TargetData *TD) {
9734   std::vector<BasicBlock*> Worklist;
9735   Worklist.push_back(BB);
9736
9737   while (!Worklist.empty()) {
9738     BB = Worklist.back();
9739     Worklist.pop_back();
9740     
9741     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
9742     if (!Visited.insert(BB)) continue;
9743     
9744     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
9745       Instruction *Inst = BBI++;
9746       
9747       // DCE instruction if trivially dead.
9748       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
9749         ++NumDeadInst;
9750         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
9751         Inst->eraseFromParent();
9752         continue;
9753       }
9754       
9755       // ConstantProp instruction if trivially constant.
9756       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD)) {
9757         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
9758         Inst->replaceAllUsesWith(C);
9759         ++NumConstProp;
9760         Inst->eraseFromParent();
9761         continue;
9762       }
9763       
9764       IC.AddToWorkList(Inst);
9765     }
9766
9767     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
9768     // constant, only visit the reachable successor.
9769     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
9770     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
9771       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
9772         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
9773         Worklist.push_back(BI->getSuccessor(!CondVal));
9774         continue;
9775       }
9776     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
9777       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
9778         // See if this is an explicit destination.
9779         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
9780           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
9781             Worklist.push_back(SI->getSuccessor(i));
9782             continue;
9783           }
9784         
9785         // Otherwise it is the default destination.
9786         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
9787         continue;
9788       }
9789     }
9790     
9791     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
9792       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
9793   }
9794 }
9795
9796 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
9797   bool Changed = false;
9798   TD = &getAnalysis<TargetData>();
9799   
9800   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
9801              << F.getNameStr() << "\n");
9802
9803   {
9804     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
9805     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
9806     // track of which blocks we visit.
9807     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
9808     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
9809
9810     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
9811     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
9812     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
9813     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
9814       if (!Visited.count(BB)) {
9815         Instruction *Term = BB->getTerminator();
9816         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
9817           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
9818
9819           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
9820           ++NumDeadInst;
9821
9822           if (!I->use_empty())
9823             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
9824           I->eraseFromParent();
9825         }
9826       }
9827   }
9828
9829   while (!Worklist.empty()) {
9830     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
9831     if (I == 0) continue;  // skip null values.
9832
9833     // Check to see if we can DCE the instruction.
9834     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
9835       // Add operands to the worklist.
9836       if (I->getNumOperands() < 4)
9837         AddUsesToWorkList(*I);
9838       ++NumDeadInst;
9839
9840       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
9841
9842       I->eraseFromParent();
9843       RemoveFromWorkList(I);
9844       continue;
9845     }
9846
9847     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
9848     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD)) {
9849       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
9850
9851       // Add operands to the worklist.
9852       AddUsesToWorkList(*I);
9853       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
9854
9855       ++NumConstProp;
9856       I->eraseFromParent();
9857       RemoveFromWorkList(I);
9858       continue;
9859     }
9860
9861     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
9862     if (I->hasOneUse()) {
9863       BasicBlock *BB = I->getParent();
9864       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
9865       if (UserParent != BB) {
9866         bool UserIsSuccessor = false;
9867         // See if the user is one of our successors.
9868         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
9869           if (*SI == UserParent) {
9870             UserIsSuccessor = true;
9871             break;
9872           }
9873
9874         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
9875         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
9876         // otherwise), we can keep going.
9877         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
9878             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
9879           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
9880           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
9881       }
9882     }
9883
9884     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
9885 #ifndef NDEBUG
9886     std::string OrigI;
9887 #endif
9888     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
9889     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
9890       ++NumCombined;
9891       // Should we replace the old instruction with a new one?
9892       if (Result != I) {
9893         DOUT << "IC: Old = " << *I
9894              << "    New = " << *Result;
9895
9896         // Everything uses the new instruction now.
9897         I->replaceAllUsesWith(Result);
9898
9899         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
9900         AddToWorkList(Result);
9901         AddUsersToWorkList(*Result);
9902
9903         // Move the name to the new instruction first.
9904         Result->takeName(I);
9905
9906         // Insert the new instruction into the basic block...
9907         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
9908         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
9909
9910         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
9911           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
9912             ++InsertPos;
9913
9914         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
9915
9916         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
9917         // use counts.
9918         AddUsesToWorkList(*I);
9919
9920         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
9921         // we do not process an instruction that has been deleted.
9922         RemoveFromWorkList(I);
9923
9924         // Erase the old instruction.
9925         InstParent->getInstList().erase(I);
9926       } else {
9927 #ifndef NDEBUG
9928         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
9929              << "    New = " << *I;
9930 #endif
9931
9932         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
9933         // if so, remove it.
9934         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
9935           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
9936           // use counts.
9937           AddUsesToWorkList(*I);
9938
9939           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
9940           // occurrences of this instruction.
9941           RemoveFromWorkList(I);
9942           I->eraseFromParent();
9943         } else {
9944           AddToWorkList(I);
9945           AddUsersToWorkList(*I);
9946         }
9947       }
9948       Changed = true;
9949     }
9950   }
9951
9952   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
9953   return Changed;
9954 }
9955
9956
9957 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
9958   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
9959   
9960   bool EverMadeChange = false;
9961
9962   // Iterate while there is work to do.
9963   unsigned Iteration = 0;
9964   while (DoOneIteration(F, Iteration++)) 
9965     EverMadeChange = true;
9966   return EverMadeChange;
9967 }
9968
9969 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
9970   return new InstCombiner();
9971 }
9972