enhance x-(-A) -> x+A to preserve NUW/NSW.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
11 // instructions.  This pass does not modify the CFG.  This pass is where
12 // algebraic 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/LLVMContext.h"
40 #include "llvm/Pass.h"
41 #include "llvm/DerivedTypes.h"
42 #include "llvm/GlobalVariable.h"
43 #include "llvm/Operator.h"
44 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
45 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
46 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
47 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
48 #include "llvm/Target/TargetData.h"
49 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
50 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
51 #include "llvm/Support/CallSite.h"
52 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
53 #include "llvm/Support/Debug.h"
54 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
55 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
56 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
57 #include "llvm/Support/IRBuilder.h"
58 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
59 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
60 #include "llvm/Support/TargetFolder.h"
61 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
62 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
63 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
64 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
65 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
66 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
67 #include <algorithm>
68 #include <climits>
69 using namespace llvm;
70 using namespace llvm::PatternMatch;
71
72 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
73 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
74 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
75 STATISTIC(NumDeadStore, "Number of dead stores eliminated");
76 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
77
78 namespace {
79   /// InstCombineWorklist - This is the worklist management logic for
80   /// InstCombine.
81   class InstCombineWorklist {
82     SmallVector<Instruction*, 256> Worklist;
83     DenseMap<Instruction*, unsigned> WorklistMap;
84     
85     void operator=(const InstCombineWorklist&RHS);   // DO NOT IMPLEMENT
86     InstCombineWorklist(const InstCombineWorklist&); // DO NOT IMPLEMENT
87   public:
88     InstCombineWorklist() {}
89     
90     bool isEmpty() const { return Worklist.empty(); }
91     
92     /// Add - Add the specified instruction to the worklist if it isn't already
93     /// in it.
94     void Add(Instruction *I) {
95       if (WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size())).second) {
96         DEBUG(errs() << "IC: ADD: " << *I << '\n');
97         Worklist.push_back(I);
98       }
99     }
100     
101     void AddValue(Value *V) {
102       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
103         Add(I);
104     }
105     
106     /// AddInitialGroup - Add the specified batch of stuff in reverse order.
107     /// which should only be done when the worklist is empty and when the group
108     /// has no duplicates.
109     void AddInitialGroup(Instruction *const *List, unsigned NumEntries) {
110       assert(Worklist.empty() && "Worklist must be empty to add initial group");
111       Worklist.reserve(NumEntries+16);
112       DEBUG(errs() << "IC: ADDING: " << NumEntries << " instrs to worklist\n");
113       for (; NumEntries; --NumEntries) {
114         Instruction *I = List[NumEntries-1];
115         WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size()));
116         Worklist.push_back(I);
117       }
118     }
119     
120     // Remove - remove I from the worklist if it exists.
121     void Remove(Instruction *I) {
122       DenseMap<Instruction*, unsigned>::iterator It = WorklistMap.find(I);
123       if (It == WorklistMap.end()) return; // Not in worklist.
124       
125       // Don't bother moving everything down, just null out the slot.
126       Worklist[It->second] = 0;
127       
128       WorklistMap.erase(It);
129     }
130     
131     Instruction *RemoveOne() {
132       Instruction *I = Worklist.back();
133       Worklist.pop_back();
134       WorklistMap.erase(I);
135       return I;
136     }
137
138     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
139     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
140     /// now.
141     ///
142     void AddUsersToWorkList(Instruction &I) {
143       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
144            UI != UE; ++UI)
145         Add(cast<Instruction>(*UI));
146     }
147     
148     
149     /// Zap - check that the worklist is empty and nuke the backing store for
150     /// the map if it is large.
151     void Zap() {
152       assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
153       
154       // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
155       WorklistMap.clear();
156     }
157   };
158 } // end anonymous namespace.
159
160
161 namespace {
162   /// InstCombineIRInserter - This is an IRBuilder insertion helper that works
163   /// just like the normal insertion helper, but also adds any new instructions
164   /// to the instcombine worklist.
165   class InstCombineIRInserter : public IRBuilderDefaultInserter<true> {
166     InstCombineWorklist &Worklist;
167   public:
168     InstCombineIRInserter(InstCombineWorklist &WL) : Worklist(WL) {}
169     
170     void InsertHelper(Instruction *I, const Twine &Name,
171                       BasicBlock *BB, BasicBlock::iterator InsertPt) const {
172       IRBuilderDefaultInserter<true>::InsertHelper(I, Name, BB, InsertPt);
173       Worklist.Add(I);
174     }
175   };
176 } // end anonymous namespace
177
178
179 namespace {
180   class InstCombiner : public FunctionPass,
181                        public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
182     TargetData *TD;
183     bool MustPreserveLCSSA;
184     bool MadeIRChange;
185   public:
186     /// Worklist - All of the instructions that need to be simplified.
187     InstCombineWorklist Worklist;
188
189     /// Builder - This is an IRBuilder that automatically inserts new
190     /// instructions into the worklist when they are created.
191     typedef IRBuilder<true, TargetFolder, InstCombineIRInserter> BuilderTy;
192     BuilderTy *Builder;
193         
194     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
195     InstCombiner() : FunctionPass(&ID), TD(0), Builder(0) {}
196
197     LLVMContext *Context;
198     LLVMContext *getContext() const { return Context; }
199
200   public:
201     virtual bool runOnFunction(Function &F);
202     
203     bool DoOneIteration(Function &F, unsigned ItNum);
204
205     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
206       AU.addPreservedID(LCSSAID);
207       AU.setPreservesCFG();
208     }
209
210     TargetData *getTargetData() const { return TD; }
211
212     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
213     // instruction types.  The semantics are as follows:
214     // Return Value:
215     //    null        - No change was made
216     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
217     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
218     //
219     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
220     Instruction *visitFAdd(BinaryOperator &I);
221     Value *OptimizePointerDifference(Value *LHS, Value *RHS, const Type *Ty);
222     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
223     Instruction *visitFSub(BinaryOperator &I);
224     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
225     Instruction *visitFMul(BinaryOperator &I);
226     Instruction *visitURem(BinaryOperator &I);
227     Instruction *visitSRem(BinaryOperator &I);
228     Instruction *visitFRem(BinaryOperator &I);
229     bool SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I);
230     Instruction *commonRemTransforms(BinaryOperator &I);
231     Instruction *commonIRemTransforms(BinaryOperator &I);
232     Instruction *commonDivTransforms(BinaryOperator &I);
233     Instruction *commonIDivTransforms(BinaryOperator &I);
234     Instruction *visitUDiv(BinaryOperator &I);
235     Instruction *visitSDiv(BinaryOperator &I);
236     Instruction *visitFDiv(BinaryOperator &I);
237     Instruction *FoldAndOfICmps(Instruction &I, ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS);
238     Instruction *FoldAndOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS);
239     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
240     Instruction *FoldOrOfICmps(Instruction &I, ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS);
241     Instruction *FoldOrOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS, FCmpInst *RHS);
242     Instruction *FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
243                                      Value *A, Value *B, Value *C);
244     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
245     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
246     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
247     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
248     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
249     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
250     Instruction *FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I, Instruction *LHSI,
251                                       Constant *RHSC);
252     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
253     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
254     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
255     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
256                                                 Instruction *LHS,
257                                                 ConstantInt *RHS);
258     Instruction *FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
259                                 ConstantInt *DivRHS);
260     Instruction *FoldICmpAddOpCst(ICmpInst &ICI, Value *X, ConstantInt *CI,
261                                   ICmpInst::Predicate Pred, Value *TheAdd);
262     Instruction *FoldGEPICmp(GEPOperator *GEPLHS, Value *RHS,
263                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
264     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
265                                      BinaryOperator &I);
266     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
267     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
268     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
269     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
270     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
271     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
272     Instruction *visitFPTrunc(FPTruncInst &CI);
273     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
274     Instruction *visitFPToUI(FPToUIInst &FI);
275     Instruction *visitFPToSI(FPToSIInst &FI);
276     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
277     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
278     Instruction *visitPtrToInt(PtrToIntInst &CI);
279     Instruction *visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI);
280     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
281     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
282                                 Instruction *FI);
283     Instruction *FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value*, Value*);
284     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &SI);
285     Instruction *visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI, ICmpInst *ICI);
286     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
287     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
288
289     Instruction *SliceUpIllegalIntegerPHI(PHINode &PN);
290     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
291     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
292     Instruction *visitAllocaInst(AllocaInst &AI);
293     Instruction *visitFree(Instruction &FI);
294     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
295     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
296     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
297     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
298     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
299     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
300     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
301     Instruction *visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV);
302
303     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
304     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
305
306   private:
307     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
308     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
309     Instruction *transformCallThroughTrampoline(CallSite CS);
310     Instruction *transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
311                                    bool DoXform = true);
312     bool WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS);
313     DbgDeclareInst *hasOneUsePlusDeclare(Value *V);
314
315
316   public:
317     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
318     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
319     //
320     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
321       assert(New && New->getParent() == 0 &&
322              "New instruction already inserted into a basic block!");
323       BasicBlock *BB = Old.getParent();
324       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
325       Worklist.Add(New);
326       return New;
327     }
328         
329     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
330     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
331     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
332     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
333     // modified.
334     //
335     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
336       Worklist.AddUsersToWorkList(I);   // Add all modified instrs to worklist.
337       
338       // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
339       // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
340       if (&I == V) 
341         V = UndefValue::get(I.getType());
342         
343       I.replaceAllUsesWith(V);
344       return &I;
345     }
346
347     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
348     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
349     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
350     // this function.
351     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
352       DEBUG(errs() << "IC: ERASE " << I << '\n');
353
354       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
355       // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
356       // use counts.
357       if (I.getNumOperands() < 8) {
358         for (User::op_iterator i = I.op_begin(), e = I.op_end(); i != e; ++i)
359           if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(*i))
360             Worklist.Add(Op);
361       }
362       Worklist.Remove(&I);
363       I.eraseFromParent();
364       MadeIRChange = true;
365       return 0;  // Don't do anything with FI
366     }
367         
368     void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt &KnownZero,
369                            APInt &KnownOne, unsigned Depth = 0) const {
370       return llvm::ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD, Depth);
371     }
372     
373     bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt &Mask, 
374                            unsigned Depth = 0) const {
375       return llvm::MaskedValueIsZero(V, Mask, TD, Depth);
376     }
377     unsigned ComputeNumSignBits(Value *Op, unsigned Depth = 0) const {
378       return llvm::ComputeNumSignBits(Op, TD, Depth);
379     }
380
381   private:
382
383     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
384     /// commutative operators.
385     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
386
387     /// SimplifyDemandedUseBits - Attempts to replace V with a simpler value
388     /// based on the demanded bits.
389     Value *SimplifyDemandedUseBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
390                                    APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
391                                    unsigned Depth);
392     bool SimplifyDemandedBits(Use &U, APInt DemandedMask, 
393                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
394                               unsigned Depth=0);
395         
396     /// SimplifyDemandedInstructionBits - Inst is an integer instruction that
397     /// SimplifyDemandedBits knows about.  See if the instruction has any
398     /// properties that allow us to simplify its operands.
399     bool SimplifyDemandedInstructionBits(Instruction &Inst);
400         
401     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, APInt DemandedElts,
402                                       APInt& UndefElts, unsigned Depth = 0);
403       
404     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator, cast instruction, or select
405     // which has a PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction
406     // into the PHI (which is only possible if all operands to the PHI are
407     // constants).
408     //
409     // If AllowAggressive is true, FoldOpIntoPhi will allow certain transforms
410     // that would normally be unprofitable because they strongly encourage jump
411     // threading.
412     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I, bool AllowAggressive = false);
413
414     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
415     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
416     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
417     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
418     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
419     Instruction *FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN);
420     Instruction *FoldPHIArgLoadIntoPHI(PHINode &PN);
421
422     
423     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
424                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
425     
426     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
427                               bool isSub, Instruction &I);
428     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
429                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
430     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocaInst &AI);
431     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
432     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
433     Instruction *SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI);
434     Instruction *SimplifyMemSet(MemSetInst *MI);
435
436
437     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
438
439     bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty,
440                                     unsigned CastOpc, int &NumCastsRemoved);
441     unsigned GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
442                                         unsigned PrefAlign = 0);
443
444   };
445 } // end anonymous namespace
446
447 char InstCombiner::ID = 0;
448 static RegisterPass<InstCombiner>
449 X("instcombine", "Combine redundant instructions");
450
451 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
452 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
453 static unsigned getComplexity(Value *V) {
454   if (isa<Instruction>(V)) {
455     if (BinaryOperator::isNeg(V) ||
456         BinaryOperator::isFNeg(V) ||
457         BinaryOperator::isNot(V))
458       return 3;
459     return 4;
460   }
461   if (isa<Argument>(V)) return 3;
462   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
463 }
464
465 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
466 // it.
467 static bool isOnlyUse(Value *V) {
468   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
469 }
470
471 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
472 // though a va_arg area...
473 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
474   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
475     if (ITy->getBitWidth() < 32)
476       return Type::getInt32Ty(Ty->getContext());
477   }
478   return Ty;
479 }
480
481 /// ShouldChangeType - Return true if it is desirable to convert a computation
482 /// from 'From' to 'To'.  We don't want to convert from a legal to an illegal
483 /// type for example, or from a smaller to a larger illegal type.
484 static bool ShouldChangeType(const Type *From, const Type *To,
485                              const TargetData *TD) {
486   assert(isa<IntegerType>(From) && isa<IntegerType>(To));
487   
488   // If we don't have TD, we don't know if the source/dest are legal.
489   if (!TD) return false;
490   
491   unsigned FromWidth = From->getPrimitiveSizeInBits();
492   unsigned ToWidth = To->getPrimitiveSizeInBits();
493   bool FromLegal = TD->isLegalInteger(FromWidth);
494   bool ToLegal = TD->isLegalInteger(ToWidth);
495   
496   // If this is a legal integer from type, and the result would be an illegal
497   // type, don't do the transformation.
498   if (FromLegal && !ToLegal)
499     return false;
500   
501   // Otherwise, if both are illegal, do not increase the size of the result. We
502   // do allow things like i160 -> i64, but not i64 -> i160.
503   if (!FromLegal && !ToLegal && ToWidth > FromWidth)
504     return false;
505   
506   return true;
507 }
508
509 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst, a constant
510 /// expression bitcast, or a GetElementPtrInst with all zero indices, return the
511 /// operand value, otherwise return null.
512 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
513   if (Operator *O = dyn_cast<Operator>(V)) {
514     if (O->getOpcode() == Instruction::BitCast)
515       return O->getOperand(0);
516     if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(V))
517       if (GEP->hasAllZeroIndices())
518         return GEP->getPointerOperand();
519   }
520   return 0;
521 }
522
523 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
524 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
525 static Instruction::CastOps 
526 isEliminableCastPair(
527   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
528   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
529   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
530   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
531 ) {
532
533   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
534   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
535
536   // Get the opcodes of the two Cast instructions
537   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
538   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
539
540   unsigned Res = CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
541                                                 DstTy,
542                                   TD ? TD->getIntPtrType(CI->getContext()) : 0);
543   
544   // We don't want to form an inttoptr or ptrtoint that converts to an integer
545   // type that differs from the pointer size.
546   if ((Res == Instruction::IntToPtr &&
547           (!TD || SrcTy != TD->getIntPtrType(CI->getContext()))) ||
548       (Res == Instruction::PtrToInt &&
549           (!TD || DstTy != TD->getIntPtrType(CI->getContext()))))
550     Res = 0;
551   
552   return Instruction::CastOps(Res);
553 }
554
555 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
556 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
557 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
558 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
559                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
560   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
561   
562   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
563   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
564     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD))
565       return false;
566   return true;
567 }
568
569 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
570 // operators:
571 //
572 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
573 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
574 //     binary operators.
575 //
576 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
577 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
578 //
579 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
580   bool Changed = false;
581   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
582     Changed = !I.swapOperands();
583
584   if (!I.isAssociative()) return Changed;
585   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
586   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
587     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
588       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
589         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
590                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
591                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
592         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
593         I.setOperand(1, Folded);
594         return true;
595       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
596         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
597             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
598           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
599           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
600
601           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
602           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
603           Instruction *New = BinaryOperator::Create(Opcode, Op->getOperand(0),
604                                                     Op1->getOperand(0),
605                                                     Op1->getName(), &I);
606           Worklist.Add(New);
607           I.setOperand(0, New);
608           I.setOperand(1, Folded);
609           return true;
610         }
611     }
612   return Changed;
613 }
614
615 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
616 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
617 //
618 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
619   if (BinaryOperator::isNeg(V))
620     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
621
622   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
623   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
624     return ConstantExpr::getNeg(C);
625
626   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V))
627     if (C->getType()->getElementType()->isInteger())
628       return ConstantExpr::getNeg(C);
629
630   return 0;
631 }
632
633 // dyn_castFNegVal - Given a 'fsub' instruction, return the RHS of the
634 // instruction if the LHS is a constant negative zero (which is the 'negate'
635 // form).
636 //
637 static inline Value *dyn_castFNegVal(Value *V) {
638   if (BinaryOperator::isFNeg(V))
639     return BinaryOperator::getFNegArgument(V);
640
641   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
642   if (ConstantFP *C = dyn_cast<ConstantFP>(V))
643     return ConstantExpr::getFNeg(C);
644
645   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V))
646     if (C->getType()->getElementType()->isFloatingPoint())
647       return ConstantExpr::getFNeg(C);
648
649   return 0;
650 }
651
652 /// isFreeToInvert - Return true if the specified value is free to invert (apply
653 /// ~ to).  This happens in cases where the ~ can be eliminated.
654 static inline bool isFreeToInvert(Value *V) {
655   // ~(~(X)) -> X.
656   if (BinaryOperator::isNot(V))
657     return true;
658   
659   // Constants can be considered to be not'ed values.
660   if (isa<ConstantInt>(V))
661     return true;
662   
663   // Compares can be inverted if they have a single use.
664   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(V))
665     return CI->hasOneUse();
666   
667   return false;
668 }
669
670 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
671   // If this is not(not(x)) don't return that this is a not: we want the two
672   // not's to be folded first.
673   if (BinaryOperator::isNot(V)) {
674     Value *Operand = BinaryOperator::getNotArgument(V);
675     if (!isFreeToInvert(Operand))
676       return Operand;
677   }
678
679   // Constants can be considered to be not'ed values...
680   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
681     return ConstantInt::get(C->getType(), ~C->getValue());
682   return 0;
683 }
684
685
686
687 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
688 // other computations (because it has a constant operand), return the
689 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
690 // Otherwise, return null.
691 //
692 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
693   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
694     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
695       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
696         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
697           return I->getOperand(0);
698       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
699         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
700           // The multiplier is really 1 << CST.
701           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
702           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
703           CST = ConstantInt::get(V->getType()->getContext(),
704                                  APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
705           return I->getOperand(0);
706         }
707     }
708   return 0;
709 }
710
711 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
712 static Constant *AddOne(Constant *C) {
713   return ConstantExpr::getAdd(C, 
714     ConstantInt::get(C->getType(), 1));
715 }
716 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
717 static Constant *SubOne(ConstantInt *C) {
718   return ConstantExpr::getSub(C, 
719     ConstantInt::get(C->getType(), 1));
720 }
721 /// MultiplyOverflows - True if the multiply can not be expressed in an int
722 /// this size.
723 static bool MultiplyOverflows(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2, bool sign) {
724   uint32_t W = C1->getBitWidth();
725   APInt LHSExt = C1->getValue(), RHSExt = C2->getValue();
726   if (sign) {
727     LHSExt.sext(W * 2);
728     RHSExt.sext(W * 2);
729   } else {
730     LHSExt.zext(W * 2);
731     RHSExt.zext(W * 2);
732   }
733
734   APInt MulExt = LHSExt * RHSExt;
735
736   if (sign) {
737     APInt Min = APInt::getSignedMinValue(W).sext(W * 2);
738     APInt Max = APInt::getSignedMaxValue(W).sext(W * 2);
739     return MulExt.slt(Min) || MulExt.sgt(Max);
740   } else 
741     return MulExt.ugt(APInt::getLowBitsSet(W * 2, W));
742 }
743
744
745 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
746 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
747 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
748 /// constant and return true.
749 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
750                                    APInt Demanded) {
751   assert(I && "No instruction?");
752   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
753
754   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
755   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
756   if (!OpC) return false;
757
758   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
759   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
760   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
761     return false;
762
763   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
764   Demanded &= OpC->getValue();
765   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(OpC->getType(), Demanded));
766   return true;
767 }
768
769 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
770 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
771 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
772 // min/max.
773 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt& KnownZero,
774                                                    const APInt& KnownOne,
775                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
776   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
777          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
778          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
779          "KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
780   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
781
782   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
783   // bit if it is unknown.
784   Min = KnownOne;
785   Max = KnownOne|UnknownBits;
786   
787   if (UnknownBits.isNegative()) { // Sign bit is unknown
788     Min.set(Min.getBitWidth()-1);
789     Max.clear(Max.getBitWidth()-1);
790   }
791 }
792
793 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
794 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
795 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
796 // min/max.
797 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const APInt &KnownZero,
798                                                      const APInt &KnownOne,
799                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
800   assert(KnownZero.getBitWidth() == KnownOne.getBitWidth() &&
801          KnownZero.getBitWidth() == Min.getBitWidth() &&
802          KnownZero.getBitWidth() == Max.getBitWidth() &&
803          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
804   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
805   
806   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
807   Min = KnownOne;
808   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
809   Max = KnownOne|UnknownBits;
810 }
811
812 /// SimplifyDemandedInstructionBits - Inst is an integer instruction that
813 /// SimplifyDemandedBits knows about.  See if the instruction has any
814 /// properties that allow us to simplify its operands.
815 bool InstCombiner::SimplifyDemandedInstructionBits(Instruction &Inst) {
816   unsigned BitWidth = Inst.getType()->getScalarSizeInBits();
817   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
818   APInt DemandedMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
819   
820   Value *V = SimplifyDemandedUseBits(&Inst, DemandedMask, 
821                                      KnownZero, KnownOne, 0);
822   if (V == 0) return false;
823   if (V == &Inst) return true;
824   ReplaceInstUsesWith(Inst, V);
825   return true;
826 }
827
828 /// SimplifyDemandedBits - This form of SimplifyDemandedBits simplifies the
829 /// specified instruction operand if possible, updating it in place.  It returns
830 /// true if it made any change and false otherwise.
831 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Use &U, APInt DemandedMask, 
832                                         APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
833                                         unsigned Depth) {
834   Value *NewVal = SimplifyDemandedUseBits(U.get(), DemandedMask,
835                                           KnownZero, KnownOne, Depth);
836   if (NewVal == 0) return false;
837   U = NewVal;
838   return true;
839 }
840
841
842 /// SimplifyDemandedUseBits - This function attempts to replace V with a simpler
843 /// value based on the demanded bits.  When this function is called, it is known
844 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
845 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
846 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
847 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
848 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
849 /// to be one in the expression.  KnownZero contains all the bits that are known
850 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
851 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
852 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
853 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
854 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
855 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
856 /// and KnownOne must all be the same.
857 ///
858 /// This returns null if it did not change anything and it permits no
859 /// simplification.  This returns V itself if it did some simplification of V's
860 /// operands based on the information about what bits are demanded. This returns
861 /// some other non-null value if it found out that V is equal to another value
862 /// in the context where the specified bits are demanded, but not for all users.
863 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedUseBits(Value *V, APInt DemandedMask,
864                                              APInt &KnownZero, APInt &KnownOne,
865                                              unsigned Depth) {
866   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
867   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
868   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
869   const Type *VTy = V->getType();
870   assert((TD || !isa<PointerType>(VTy)) &&
871          "SimplifyDemandedBits needs to know bit widths!");
872   assert((!TD || TD->getTypeSizeInBits(VTy->getScalarType()) == BitWidth) &&
873          (!VTy->isIntOrIntVector() ||
874           VTy->getScalarSizeInBits() == BitWidth) &&
875          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth &&
876          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
877          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne "
878          "must have same BitWidth");
879   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
880     // We know all of the bits for a constant!
881     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
882     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
883     return 0;
884   }
885   if (isa<ConstantPointerNull>(V)) {
886     // We know all of the bits for a constant!
887     KnownOne.clear();
888     KnownZero = DemandedMask;
889     return 0;
890   }
891
892   KnownZero.clear();
893   KnownOne.clear();
894   if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
895     if (isa<UndefValue>(V))
896       return 0;
897     return UndefValue::get(VTy);
898   }
899   
900   if (Depth == 6)        // Limit search depth.
901     return 0;
902   
903   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
904   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
905
906   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
907   if (!I) {
908     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
909     return 0;        // Only analyze instructions.
910   }
911
912   // If there are multiple uses of this value and we aren't at the root, then
913   // we can't do any simplifications of the operands, because DemandedMask
914   // only reflects the bits demanded by *one* of the users.
915   if (Depth != 0 && !I->hasOneUse()) {
916     // Despite the fact that we can't simplify this instruction in all User's
917     // context, we can at least compute the knownzero/knownone bits, and we can
918     // do simplifications that apply to *just* the one user if we know that
919     // this instruction has a simpler value in that context.
920     if (I->getOpcode() == Instruction::And) {
921       // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
922       ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
923                         RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1);
924       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
925                         LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1);
926       
927       // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
928       // These bits cannot contribute to the result of the 'and' in this
929       // context.
930       if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
931           (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
932         return I->getOperand(0);
933       if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
934           (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
935         return I->getOperand(1);
936       
937       // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
938       if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
939         return Constant::getNullValue(VTy);
940       
941     } else if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
942       // We can simplify (X|Y) -> X or Y in the user's context if we know that
943       // only bits from X or Y are demanded.
944       
945       // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
946       ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
947                         RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1);
948       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
949                         LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1);
950       
951       // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the
952       // other.  These bits cannot contribute to the result of the 'or' in this
953       // context.
954       if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
955           (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
956         return I->getOperand(0);
957       if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
958           (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
959         return I->getOperand(1);
960       
961       // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
962       // the other side, just use the 'other' side.
963       if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
964           (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
965         return I->getOperand(0);
966       if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
967           (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
968         return I->getOperand(1);
969     }
970     
971     // Compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
972     ComputeMaskedBits(I, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
973     return 0;
974   }
975   
976   // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
977   // just set the DemandedMask to all bits so that we can try to simplify the
978   // operands.  This allows visitTruncInst (for example) to simplify the
979   // operand of a trunc without duplicating all the logic below.
980   if (Depth == 0 && !V->hasOneUse())
981     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
982   
983   switch (I->getOpcode()) {
984   default:
985     ComputeMaskedBits(I, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
986     break;
987   case Instruction::And:
988     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
989     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask,
990                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
991         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
992                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
993       return I;
994     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
995     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
996
997     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
998     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
999     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
1000         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
1001       return I->getOperand(0);
1002     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
1003         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
1004       return I->getOperand(1);
1005     
1006     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
1007     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
1008       return Constant::getNullValue(VTy);
1009       
1010     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1011     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
1012       return I;
1013       
1014     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
1015     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
1016     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
1017     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
1018     break;
1019   case Instruction::Or:
1020     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
1021     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask, 
1022                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
1023         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
1024                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1025       return I;
1026     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1027     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1028     
1029     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1030     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
1031     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
1032         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
1033       return I->getOperand(0);
1034     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
1035         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
1036       return I->getOperand(1);
1037
1038     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
1039     // the other side, just use the 'other' side.
1040     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
1041         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
1042       return I->getOperand(0);
1043     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
1044         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
1045       return I->getOperand(1);
1046         
1047     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1048     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1049       return I;
1050           
1051     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
1052     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1053     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
1054     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
1055     break;
1056   case Instruction::Xor: {
1057     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask,
1058                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
1059         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask, 
1060                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1061       return I;
1062     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1063     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1064     
1065     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1066     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
1067     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
1068       return I->getOperand(0);
1069     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
1070       return I->getOperand(1);
1071     
1072     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
1073     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
1074                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
1075     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
1076     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
1077                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
1078     
1079     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
1080     // other, turn this into an *inclusive* or.
1081     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
1082     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
1083       Instruction *Or = 
1084         BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1085                                  I->getName());
1086       return InsertNewInstBefore(Or, *I);
1087     }
1088     
1089     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
1090     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
1091     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
1092     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
1093     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
1094       // all known
1095       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
1096         Constant *AndC = Constant::getIntegerValue(VTy,
1097                                                    ~RHSKnownOne & DemandedMask);
1098         Instruction *And = 
1099           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
1100         return InsertNewInstBefore(And, *I);
1101       }
1102     }
1103     
1104     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1105     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
1106     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1107       return I;
1108     
1109     // If our LHS is an 'and' and if it has one use, and if any of the bits we
1110     // are flipping are known to be set, then the xor is just resetting those
1111     // bits to zero.  We can just knock out bits from the 'and' and the 'xor',
1112     // simplifying both of them.
1113     if (Instruction *LHSInst = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(0)))
1114       if (LHSInst->getOpcode() == Instruction::And && LHSInst->hasOneUse() &&
1115           isa<ConstantInt>(I->getOperand(1)) &&
1116           isa<ConstantInt>(LHSInst->getOperand(1)) &&
1117           (LHSKnownOne & RHSKnownOne & DemandedMask) != 0) {
1118         ConstantInt *AndRHS = cast<ConstantInt>(LHSInst->getOperand(1));
1119         ConstantInt *XorRHS = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1));
1120         APInt NewMask = ~(LHSKnownOne & RHSKnownOne & DemandedMask);
1121         
1122         Constant *AndC =
1123           ConstantInt::get(I->getType(), NewMask & AndRHS->getValue());
1124         Instruction *NewAnd = 
1125           BinaryOperator::CreateAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
1126         InsertNewInstBefore(NewAnd, *I);
1127         
1128         Constant *XorC =
1129           ConstantInt::get(I->getType(), NewMask & XorRHS->getValue());
1130         Instruction *NewXor =
1131           BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, XorC, "tmp");
1132         return InsertNewInstBefore(NewXor, *I);
1133       }
1134           
1135           
1136     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
1137     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
1138     break;
1139   }
1140   case Instruction::Select:
1141     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(2), DemandedMask,
1142                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1) ||
1143         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedMask, 
1144                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1145       return I;
1146     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1147     assert(!(LHSKnownZero & LHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1148     
1149     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
1150     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask) ||
1151         ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
1152       return I;
1153     
1154     // Only known if known in both the LHS and RHS.
1155     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
1156     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1157     break;
1158   case Instruction::Trunc: {
1159     unsigned truncBf = I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1160     DemandedMask.zext(truncBf);
1161     RHSKnownZero.zext(truncBf);
1162     RHSKnownOne.zext(truncBf);
1163     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask, 
1164                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1165       return I;
1166     DemandedMask.trunc(BitWidth);
1167     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
1168     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
1169     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1170     break;
1171   }
1172   case Instruction::BitCast:
1173     if (!I->getOperand(0)->getType()->isIntOrIntVector())
1174       return false;  // vector->int or fp->int?
1175
1176     if (const VectorType *DstVTy = dyn_cast<VectorType>(I->getType())) {
1177       if (const VectorType *SrcVTy =
1178             dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType())) {
1179         if (DstVTy->getNumElements() != SrcVTy->getNumElements())
1180           // Don't touch a bitcast between vectors of different element counts.
1181           return false;
1182       } else
1183         // Don't touch a scalar-to-vector bitcast.
1184         return false;
1185     } else if (isa<VectorType>(I->getOperand(0)->getType()))
1186       // Don't touch a vector-to-scalar bitcast.
1187       return false;
1188
1189     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
1190                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1191       return I;
1192     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1193     break;
1194   case Instruction::ZExt: {
1195     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1196     unsigned SrcBitWidth =I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1197     
1198     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1199     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1200     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1201     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMask,
1202                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1203       return I;
1204     DemandedMask.zext(BitWidth);
1205     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1206     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1207     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1208     // The top bits are known to be zero.
1209     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1210     break;
1211   }
1212   case Instruction::SExt: {
1213     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1214     unsigned SrcBitWidth =I->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
1215     
1216     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1217                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1218
1219     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1220     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1221     // bit is demanded.
1222     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1223       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1224       
1225     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1226     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1227     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1228     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), InputDemandedBits,
1229                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1230       return I;
1231     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1232     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1233     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1234     assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1235       
1236     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1237     // top bits of the result.
1238
1239     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1240     // convert this into a zero extension.
1241     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits) {
1242       // Convert to ZExt cast
1243       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName());
1244       return InsertNewInstBefore(NewCast, *I);
1245     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1246       RHSKnownOne |= NewBits;
1247     }
1248     break;
1249   }
1250   case Instruction::Add: {
1251     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1252     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1253     // either.
1254     unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1255       
1256     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1257     // we can do.
1258     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1259       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1260       // won't work if the RHS is zero.
1261       if (RHS->isZero())
1262         break;
1263       
1264       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1265       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1266       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1267
1268       // Find information about known zero/one bits in the input.
1269       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), InDemandedBits, 
1270                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1271         return I;
1272
1273       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1274       // the constant.
1275       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
1276         return I;
1277       
1278       // Avoid excess work.
1279       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1280         break;
1281       
1282       // Turn it into OR if input bits are zero.
1283       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1284         Instruction *Or =
1285           BinaryOperator::CreateOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1286                                    I->getName());
1287         return InsertNewInstBefore(Or, *I);
1288       }
1289       
1290       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1291       // depending on potential carries from the input constant and the
1292       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1293       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1294       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1295       
1296       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1297       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1298       // this scan.
1299       const APInt &RHSVal = RHS->getValue();
1300       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1301       
1302       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1303       
1304       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1305       // other, and there is no input carry.
1306       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1307                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1308       
1309       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1310       // is no input carry.
1311       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1312     } else {
1313       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1314       // the high bits of its LHS or RHS.
1315       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1316         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1317         // significant bit and all those below it.
1318         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1319         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedFromOps,
1320                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1) ||
1321             SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedFromOps,
1322                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1323           return I;
1324       }
1325     }
1326     break;
1327   }
1328   case Instruction::Sub:
1329     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1330     // the high bits of its LHS or RHS.
1331     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1332       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1333       // significant bit and all those below it.
1334       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1335       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1336       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedFromOps,
1337                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1) ||
1338           SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), DemandedFromOps,
1339                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1340         return I;
1341     }
1342     // Otherwise just hand the sub off to ComputeMaskedBits to fill in
1343     // the known zeros and ones.
1344     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1345     break;
1346   case Instruction::Shl:
1347     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1348       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1349       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1350       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn, 
1351                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1352         return I;
1353       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1354       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1355       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1356       // low bits known zero.
1357       if (ShiftAmt)
1358         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1359     }
1360     break;
1361   case Instruction::LShr:
1362     // For a logical shift right
1363     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1364       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1365       
1366       // Unsigned shift right.
1367       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1368       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn,
1369                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1370         return I;
1371       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1372       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1373       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1374       if (ShiftAmt) {
1375         // Compute the new bits that are at the top now.
1376         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1377         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1378       }
1379     }
1380     break;
1381   case Instruction::AShr:
1382     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1383     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1384     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1385     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1386     if (DemandedMask == 1) {
1387       // Perform the logical shift right.
1388       Instruction *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1389                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1390       return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1391     }    
1392
1393     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1394     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1395     if (DemandedMask.isSignBit())
1396       return I->getOperand(0);
1397     
1398     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1399       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1400       
1401       // Signed shift right.
1402       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1403       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1404       // demanded.
1405       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1406         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1407       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), DemandedMaskIn,
1408                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1409         return I;
1410       assert(!(RHSKnownZero & RHSKnownOne) && "Bits known to be one AND zero?");
1411       // Compute the new bits that are at the top now.
1412       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1413       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1414       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1415         
1416       // Handle the sign bits.
1417       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1418       // Adjust to where it is now in the mask.
1419       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1420         
1421       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1422       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1423       if (BitWidth <= ShiftAmt || RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1424           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1425         // Perform the logical shift right.
1426         Instruction *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(
1427                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1428         return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1429       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1430         RHSKnownOne |= HighBits;
1431       }
1432     }
1433     break;
1434   case Instruction::SRem:
1435     if (ConstantInt *Rem = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1436       APInt RA = Rem->getValue().abs();
1437       if (RA.isPowerOf2()) {
1438         if (DemandedMask.ult(RA))    // srem won't affect demanded bits
1439           return I->getOperand(0);
1440
1441         APInt LowBits = RA - 1;
1442         APInt Mask2 = LowBits | APInt::getSignBit(BitWidth);
1443         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), Mask2,
1444                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1445           return I;
1446
1447         if (LHSKnownZero[BitWidth-1] || ((LHSKnownZero & LowBits) == LowBits))
1448           LHSKnownZero |= ~LowBits;
1449
1450         KnownZero |= LHSKnownZero & DemandedMask;
1451
1452         assert(!(KnownZero & KnownOne) && "Bits known to be one AND zero?"); 
1453       }
1454     }
1455     break;
1456   case Instruction::URem: {
1457     APInt KnownZero2(BitWidth, 0), KnownOne2(BitWidth, 0);
1458     APInt AllOnes = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
1459     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(0), AllOnes,
1460                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1) ||
1461         SimplifyDemandedBits(I->getOperandUse(1), AllOnes,
1462                              KnownZero2, KnownOne2, Depth+1))
1463       return I;
1464
1465     unsigned Leaders = KnownZero2.countLeadingOnes();
1466     Leaders = std::max(Leaders,
1467                        KnownZero2.countLeadingOnes());
1468     KnownZero = APInt::getHighBitsSet(BitWidth, Leaders) & DemandedMask;
1469     break;
1470   }
1471   case Instruction::Call:
1472     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
1473       switch (II->getIntrinsicID()) {
1474       default: break;
1475       case Intrinsic::bswap: {
1476         // If the only bits demanded come from one byte of the bswap result,
1477         // just shift the input byte into position to eliminate the bswap.
1478         unsigned NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1479         unsigned NTZ = DemandedMask.countTrailingZeros();
1480           
1481         // Round NTZ down to the next byte.  If we have 11 trailing zeros, then
1482         // we need all the bits down to bit 8.  Likewise, round NLZ.  If we
1483         // have 14 leading zeros, round to 8.
1484         NLZ &= ~7;
1485         NTZ &= ~7;
1486         // If we need exactly one byte, we can do this transformation.
1487         if (BitWidth-NLZ-NTZ == 8) {
1488           unsigned ResultBit = NTZ;
1489           unsigned InputBit = BitWidth-NTZ-8;
1490           
1491           // Replace this with either a left or right shift to get the byte into
1492           // the right place.
1493           Instruction *NewVal;
1494           if (InputBit > ResultBit)
1495             NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(I->getOperand(1),
1496                     ConstantInt::get(I->getType(), InputBit-ResultBit));
1497           else
1498             NewVal = BinaryOperator::CreateShl(I->getOperand(1),
1499                     ConstantInt::get(I->getType(), ResultBit-InputBit));
1500           NewVal->takeName(I);
1501           return InsertNewInstBefore(NewVal, *I);
1502         }
1503           
1504         // TODO: Could compute known zero/one bits based on the input.
1505         break;
1506       }
1507       }
1508     }
1509     ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth);
1510     break;
1511   }
1512   
1513   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1514   // constant.
1515   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
1516     return Constant::getIntegerValue(VTy, RHSKnownOne);
1517   return false;
1518 }
1519
1520
1521 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value produces a vector with
1522 /// any number of elements. DemandedElts contains the set of elements that are
1523 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1524 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1525 ///
1526 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1527 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1528 /// returned.  This returns null if no change was made.
1529 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, APInt DemandedElts,
1530                                                 APInt& UndefElts,
1531                                                 unsigned Depth) {
1532   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1533   APInt EltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
1534   assert((DemandedElts & ~EltMask) == 0 && "Invalid DemandedElts!");
1535
1536   if (isa<UndefValue>(V)) {
1537     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1538     UndefElts = EltMask;
1539     return 0;
1540   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1541     UndefElts = EltMask;
1542     return UndefValue::get(V->getType());
1543   }
1544
1545   UndefElts = 0;
1546   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1547     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1548     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1549
1550     std::vector<Constant*> Elts;
1551     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1552       if (!DemandedElts[i]) {   // If not demanded, set to undef.
1553         Elts.push_back(Undef);
1554         UndefElts.set(i);
1555       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1556         Elts.push_back(Undef);
1557         UndefElts.set(i);
1558       } else {                               // Otherwise, defined.
1559         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1560       }
1561
1562     // If we changed the constant, return it.
1563     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
1564     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1565   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1566     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1567     // set to undef.
1568     
1569     // Check if this is identity. If so, return 0 since we are not simplifying
1570     // anything.
1571     if (DemandedElts == ((1ULL << VWidth) -1))
1572       return 0;
1573     
1574     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1575     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
1576     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1577     std::vector<Constant*> Elts;
1578     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i) {
1579       Constant *Elt = DemandedElts[i] ? Zero : Undef;
1580       Elts.push_back(Elt);
1581     }
1582     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1583     return ConstantVector::get(Elts);
1584   }
1585   
1586   // Limit search depth.
1587   if (Depth == 10)
1588     return 0;
1589
1590   // If multiple users are using the root value, procede with
1591   // simplification conservatively assuming that all elements
1592   // are needed.
1593   if (!V->hasOneUse()) {
1594     // Quit if we find multiple users of a non-root value though.
1595     // They'll be handled when it's their turn to be visited by
1596     // the main instcombine process.
1597     if (Depth != 0)
1598       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1599       return 0;
1600
1601     // Conservatively assume that all elements are needed.
1602     DemandedElts = EltMask;
1603   }
1604   
1605   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1606   if (!I) return 0;        // Only analyze instructions.
1607   
1608   bool MadeChange = false;
1609   APInt UndefElts2(VWidth, 0);
1610   Value *TmpV;
1611   switch (I->getOpcode()) {
1612   default: break;
1613     
1614   case Instruction::InsertElement: {
1615     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1616     // demand exactly the same input as we produce.
1617     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1618     if (Idx == 0) {
1619       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1620       // which elt is getting updated.
1621       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1622                                         UndefElts2, Depth+1);
1623       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1624       break;
1625     }
1626     
1627     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1628     // insertelement.
1629     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1630     if (IdxNo >= VWidth || !DemandedElts[IdxNo]) {
1631       Worklist.Add(I);
1632       return I->getOperand(0);
1633     }
1634     
1635     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1636     // input demanded set is simpler than the output set.
1637     APInt DemandedElts2 = DemandedElts;
1638     DemandedElts2.clear(IdxNo);
1639     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts2,
1640                                       UndefElts, Depth+1);
1641     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1642
1643     // The inserted element is defined.
1644     UndefElts.clear(IdxNo);
1645     break;
1646   }
1647   case Instruction::ShuffleVector: {
1648     ShuffleVectorInst *Shuffle = cast<ShuffleVectorInst>(I);
1649     uint64_t LHSVWidth =
1650       cast<VectorType>(Shuffle->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
1651     APInt LeftDemanded(LHSVWidth, 0), RightDemanded(LHSVWidth, 0);
1652     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1653       if (DemandedElts[i]) {
1654         unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1655         if (MaskVal != -1u) {
1656           assert(MaskVal < LHSVWidth * 2 &&
1657                  "shufflevector mask index out of range!");
1658           if (MaskVal < LHSVWidth)
1659             LeftDemanded.set(MaskVal);
1660           else
1661             RightDemanded.set(MaskVal - LHSVWidth);
1662         }
1663       }
1664     }
1665
1666     APInt UndefElts4(LHSVWidth, 0);
1667     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), LeftDemanded,
1668                                       UndefElts4, Depth+1);
1669     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1670
1671     APInt UndefElts3(LHSVWidth, 0);
1672     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), RightDemanded,
1673                                       UndefElts3, Depth+1);
1674     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1675
1676     bool NewUndefElts = false;
1677     for (unsigned i = 0; i < VWidth; i++) {
1678       unsigned MaskVal = Shuffle->getMaskValue(i);
1679       if (MaskVal == -1u) {
1680         UndefElts.set(i);
1681       } else if (MaskVal < LHSVWidth) {
1682         if (UndefElts4[MaskVal]) {
1683           NewUndefElts = true;
1684           UndefElts.set(i);
1685         }
1686       } else {
1687         if (UndefElts3[MaskVal - LHSVWidth]) {
1688           NewUndefElts = true;
1689           UndefElts.set(i);
1690         }
1691       }
1692     }
1693
1694     if (NewUndefElts) {
1695       // Add additional discovered undefs.
1696       std::vector<Constant*> Elts;
1697       for (unsigned i = 0; i < VWidth; ++i) {
1698         if (UndefElts[i])
1699           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context)));
1700         else
1701           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context),
1702                                           Shuffle->getMaskValue(i)));
1703       }
1704       I->setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
1705       MadeChange = true;
1706     }
1707     break;
1708   }
1709   case Instruction::BitCast: {
1710     // Vector->vector casts only.
1711     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1712     if (!VTy) break;
1713     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1714     APInt InputDemandedElts(InVWidth, 0);
1715     unsigned Ratio;
1716
1717     if (VWidth == InVWidth) {
1718       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1719       // elements as are demanded of us.
1720       Ratio = 1;
1721       InputDemandedElts = DemandedElts;
1722     } else if (VWidth > InVWidth) {
1723       // Untested so far.
1724       break;
1725       
1726       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1727       // then an input element is live if any of the corresponding output
1728       // elements are live.
1729       Ratio = VWidth/InVWidth;
1730       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1731         if (DemandedElts[OutIdx])
1732           InputDemandedElts.set(OutIdx/Ratio);
1733       }
1734     } else {
1735       // Untested so far.
1736       break;
1737       
1738       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1739       // then an input element is live if the corresponding output element is
1740       // live.
1741       Ratio = InVWidth/VWidth;
1742       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1743         if (DemandedElts[InIdx/Ratio])
1744           InputDemandedElts.set(InIdx);
1745     }
1746     
1747     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1748     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1749                                       UndefElts2, Depth+1);
1750     if (TmpV) {
1751       I->setOperand(0, TmpV);
1752       MadeChange = true;
1753     }
1754     
1755     UndefElts = UndefElts2;
1756     if (VWidth > InVWidth) {
1757       llvm_unreachable("Unimp");
1758       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1759       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1760       // undef.
1761       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1762         if (UndefElts2[OutIdx/Ratio])
1763           UndefElts.set(OutIdx);
1764     } else if (VWidth < InVWidth) {
1765       llvm_unreachable("Unimp");
1766       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1767       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1768       // elements are undef.
1769       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1770       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1771         if (!UndefElts2[InIdx])            // Not undef?
1772           UndefElts.clear(InIdx/Ratio);    // Clear undef bit.
1773     }
1774     break;
1775   }
1776   case Instruction::And:
1777   case Instruction::Or:
1778   case Instruction::Xor:
1779   case Instruction::Add:
1780   case Instruction::Sub:
1781   case Instruction::Mul:
1782     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1783     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1784                                       UndefElts, Depth+1);
1785     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1786     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1787                                       UndefElts2, Depth+1);
1788     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1789       
1790     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1791     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1792     UndefElts &= UndefElts2;
1793     break;
1794     
1795   case Instruction::Call: {
1796     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1797     if (!II) break;
1798     switch (II->getIntrinsicID()) {
1799     default: break;
1800       
1801     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1802     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1803     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1804     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1805     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1806     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1807     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1808     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1809     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1810     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1811       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1812                                         UndefElts, Depth+1);
1813       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1814       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1815                                         UndefElts2, Depth+1);
1816       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1817
1818       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1819       // scalarize it now.
1820       if (DemandedElts == 1) {
1821         switch (II->getIntrinsicID()) {
1822         default: break;
1823         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1824         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1825         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1826         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1827           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1828           Value *LHS = II->getOperand(1);
1829           Value *RHS = II->getOperand(2);
1830           // Extract the element as scalars.
1831           LHS = InsertNewInstBefore(ExtractElementInst::Create(LHS, 
1832             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), 0U, false), "tmp"), *II);
1833           RHS = InsertNewInstBefore(ExtractElementInst::Create(RHS,
1834             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), 0U, false), "tmp"), *II);
1835           
1836           switch (II->getIntrinsicID()) {
1837           default: llvm_unreachable("Case stmts out of sync!");
1838           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1839           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1840             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateFSub(LHS, RHS,
1841                                                         II->getName()), *II);
1842             break;
1843           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1844           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1845             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateFMul(LHS, RHS,
1846                                                          II->getName()), *II);
1847             break;
1848           }
1849           
1850           Instruction *New =
1851             InsertElementInst::Create(
1852               UndefValue::get(II->getType()), TmpV,
1853               ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), 0U, false), II->getName());
1854           InsertNewInstBefore(New, *II);
1855           return New;
1856         }            
1857       }
1858         
1859       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1860       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1861       UndefElts &= UndefElts2;
1862       break;
1863     }
1864     break;
1865   }
1866   }
1867   return MadeChange ? I : 0;
1868 }
1869
1870
1871 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1872 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1873 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1874 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1875 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1876 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1877 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1878 ///
1879 template<typename Functor>
1880 static Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
1881   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1882   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1883
1884   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1885   if (F.shouldApply(LHS))
1886     return F.apply(Root);
1887
1888   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1889   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1890   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1891     // Should we apply this transform to the RHS?
1892     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1893
1894     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1895     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1896       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1897       ShouldApply = true;
1898     }
1899
1900     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1901     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1902     if (ShouldApply) {
1903       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1904       // and perform the reassociation.
1905       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1906
1907       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1908       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1909
1910       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1911       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1912       if (&Root == TmpLHSI) {
1913         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1914         return 0;
1915       }
1916       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1917       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1918       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1919       TmpLHSI->moveBefore(ARI);                  // Move TmpLHSI to after Root
1920       ARI = Root;
1921
1922       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1923       // get to LHSI.
1924       while (TmpLHSI != LHSI) {
1925         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1926         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1927         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1928         NextLHSI->moveBefore(ARI);
1929         ARI = NextLHSI;
1930
1931         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1932         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1933         TmpLHSI = NextLHSI;
1934         ExtraOperand = NextOp;
1935       }
1936
1937       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1938       // the transformation...
1939       return F.apply(Root);
1940     }
1941
1942     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1943   }
1944   return 0;
1945 }
1946
1947 namespace {
1948
1949 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1950 struct AddRHS {
1951   Value *RHS;
1952   explicit AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
1953   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1954   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1955     return BinaryOperator::CreateShl(Add.getOperand(0),
1956                                      ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
1957   }
1958 };
1959
1960 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1961 //                 iff C1&C2 == 0
1962 struct AddMaskingAnd {
1963   Constant *C2;
1964   explicit AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
1965   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1966     ConstantInt *C1;
1967     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
1968            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
1969   }
1970   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1971     return BinaryOperator::CreateOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1972   }
1973 };
1974
1975 }
1976
1977 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1978                                              InstCombiner *IC) {
1979   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I))
1980     return IC->Builder->CreateCast(CI->getOpcode(), SO, I.getType());
1981
1982   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1983   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1984   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1985
1986   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1987     if (ConstIsRHS)
1988       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1989     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1990   }
1991
1992   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1993   if (!ConstIsRHS)
1994     std::swap(Op0, Op1);
1995   
1996   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1997     return IC->Builder->CreateBinOp(BO->getOpcode(), Op0, Op1,
1998                                     SO->getName()+".op");
1999   if (ICmpInst *CI = dyn_cast<ICmpInst>(&I))
2000     return IC->Builder->CreateICmp(CI->getPredicate(), Op0, Op1,
2001                                    SO->getName()+".cmp");
2002   if (FCmpInst *CI = dyn_cast<FCmpInst>(&I))
2003     return IC->Builder->CreateICmp(CI->getPredicate(), Op0, Op1,
2004                                    SO->getName()+".cmp");
2005   llvm_unreachable("Unknown binary instruction type!");
2006 }
2007
2008 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
2009 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
2010 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
2011 // not have a second operand.
2012 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
2013                                      InstCombiner *IC) {
2014   // Don't modify shared select instructions
2015   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
2016   Value *TV = SI->getOperand(1);
2017   Value *FV = SI->getOperand(2);
2018
2019   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
2020     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
2021     if (SI->getType() == Type::getInt1Ty(*IC->getContext())) return 0;
2022
2023     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
2024     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
2025
2026     return SelectInst::Create(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
2027                               SelectFalseVal);
2028   }
2029   return 0;
2030 }
2031
2032
2033 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator, cast instruction, or select which
2034 /// has a PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the
2035 /// PHI (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
2036 ///
2037 /// If AllowAggressive is true, FoldOpIntoPhi will allow certain transforms
2038 /// that would normally be unprofitable because they strongly encourage jump
2039 /// threading.
2040 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I,
2041                                          bool AllowAggressive) {
2042   AllowAggressive = false;
2043   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
2044   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
2045   if (NumPHIValues == 0 ||
2046       // We normally only transform phis with a single use, unless we're trying
2047       // hard to make jump threading happen.
2048       (!PN->hasOneUse() && !AllowAggressive))
2049     return 0;
2050   
2051   
2052   // Check to see if all of the operands of the PHI are simple constants
2053   // (constantint/constantfp/undef).  If there is one non-constant value,
2054   // remember the BB it is in.  If there is more than one or if *it* is a PHI,
2055   // bail out.  We don't do arbitrary constant expressions here because moving
2056   // their computation can be expensive without a cost model.
2057   BasicBlock *NonConstBB = 0;
2058   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
2059     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i)) ||
2060         isa<ConstantExpr>(PN->getIncomingValue(i))) {
2061       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
2062       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
2063       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
2064       
2065       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
2066       // loop.
2067       if (NonConstBB == I.getParent())
2068         return 0;
2069     }
2070   
2071   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
2072   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
2073   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
2074   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
2075   if (NonConstBB != 0 && !AllowAggressive) {
2076     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
2077     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
2078   }
2079
2080   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
2081   PHINode *NewPN = PHINode::Create(I.getType(), "");
2082   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
2083   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
2084   NewPN->takeName(PN);
2085
2086   // Next, add all of the operands to the PHI.
2087   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(&I)) {
2088     // We only currently try to fold the condition of a select when it is a phi,
2089     // not the true/false values.
2090     Value *TrueV = SI->getTrueValue();
2091     Value *FalseV = SI->getFalseValue();
2092     BasicBlock *PhiTransBB = PN->getParent();
2093     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
2094       BasicBlock *ThisBB = PN->getIncomingBlock(i);
2095       Value *TrueVInPred = TrueV->DoPHITranslation(PhiTransBB, ThisBB);
2096       Value *FalseVInPred = FalseV->DoPHITranslation(PhiTransBB, ThisBB);
2097       Value *InV = 0;
2098       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
2099         InV = InC->isNullValue() ? FalseVInPred : TrueVInPred;
2100       } else {
2101         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
2102         InV = SelectInst::Create(PN->getIncomingValue(i), TrueVInPred,
2103                                  FalseVInPred,
2104                                  "phitmp", NonConstBB->getTerminator());
2105         Worklist.Add(cast<Instruction>(InV));
2106       }
2107       NewPN->addIncoming(InV, ThisBB);
2108     }
2109   } else if (I.getNumOperands() == 2) {
2110     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
2111     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
2112       Value *InV = 0;
2113       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
2114         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
2115           InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
2116         else
2117           InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
2118       } else {
2119         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
2120         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
2121           InV = BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(),
2122                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
2123                                        NonConstBB->getTerminator());
2124         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
2125           InV = CmpInst::Create(CI->getOpcode(),
2126                                 CI->getPredicate(),
2127                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
2128                                 NonConstBB->getTerminator());
2129         else
2130           llvm_unreachable("Unknown binop!");
2131         
2132         Worklist.Add(cast<Instruction>(InV));
2133       }
2134       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
2135     }
2136   } else { 
2137     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
2138     const Type *RetTy = CI->getType();
2139     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
2140       Value *InV;
2141       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
2142         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
2143       } else {
2144         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
2145         InV = CastInst::Create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
2146                                I.getType(), "phitmp", 
2147                                NonConstBB->getTerminator());
2148         Worklist.Add(cast<Instruction>(InV));
2149       }
2150       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
2151     }
2152   }
2153   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
2154 }
2155
2156
2157 /// WillNotOverflowSignedAdd - Return true if we can prove that:
2158 ///    (sext (add LHS, RHS))  === (add (sext LHS), (sext RHS))
2159 /// This basically requires proving that the add in the original type would not
2160 /// overflow to change the sign bit or have a carry out.
2161 bool InstCombiner::WillNotOverflowSignedAdd(Value *LHS, Value *RHS) {
2162   // There are different heuristics we can use for this.  Here are some simple
2163   // ones.
2164   
2165   // Add has the property that adding any two 2's complement numbers can only 
2166   // have one carry bit which can change a sign.  As such, if LHS and RHS each
2167   // have at least two sign bits, we know that the addition of the two values
2168   // will sign extend fine.
2169   if (ComputeNumSignBits(LHS) > 1 && ComputeNumSignBits(RHS) > 1)
2170     return true;
2171   
2172   
2173   // If one of the operands only has one non-zero bit, and if the other operand
2174   // has a known-zero bit in a more significant place than it (not including the
2175   // sign bit) the ripple may go up to and fill the zero, but won't change the
2176   // sign.  For example, (X & ~4) + 1.
2177   
2178   // TODO: Implement.
2179   
2180   return false;
2181 }
2182
2183
2184 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
2185   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2186   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
2187
2188   if (Value *V = SimplifyAddInst(LHS, RHS, I.hasNoSignedWrap(),
2189                                  I.hasNoUnsignedWrap(), TD))
2190     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
2191
2192   
2193   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2194     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
2195       // X + (signbit) --> X ^ signbit
2196       const APInt& Val = CI->getValue();
2197       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
2198       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
2199         return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2200       
2201       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
2202       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
2203       if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
2204         return &I;
2205
2206       // zext(bool) + C -> bool ? C + 1 : C
2207       if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(LHS))
2208         if (ZI->getSrcTy() == Type::getInt1Ty(*Context))
2209           return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0), AddOne(CI), CI);
2210     }
2211
2212     if (isa<PHINode>(LHS))
2213       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2214         return NV;
2215     
2216     ConstantInt *XorRHS = 0;
2217     Value *XorLHS = 0;
2218     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
2219         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
2220       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getScalarSizeInBits();
2221       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
2222       
2223       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
2224       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
2225       APInt CFF80Val(-C0080Val);
2226       do {
2227         if (TySizeBits > Size) {
2228           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
2229           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
2230           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
2231               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
2232             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
2233             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
2234                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
2235               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
2236             break;
2237           }
2238         }
2239         Size >>= 1;
2240         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
2241         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
2242       } while (Size >= 1);
2243       
2244       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
2245       // with funny bit widths then this switch statement should be removed. It
2246       // is just here to get the size of the "middle" type back up to something
2247       // that the back ends can handle.
2248       const Type *MiddleType = 0;
2249       switch (Size) {
2250         default: break;
2251         case 32: MiddleType = Type::getInt32Ty(*Context); break;
2252         case 16: MiddleType = Type::getInt16Ty(*Context); break;
2253         case  8: MiddleType = Type::getInt8Ty(*Context); break;
2254       }
2255       if (MiddleType) {
2256         Value *NewTrunc = Builder->CreateTrunc(XorLHS, MiddleType, "sext");
2257         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2258       }
2259     }
2260   }
2261
2262   if (I.getType() == Type::getInt1Ty(*Context))
2263     return BinaryOperator::CreateXor(LHS, RHS);
2264
2265   // X + X --> X << 1
2266   if (I.getType()->isInteger()) {
2267     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS)))
2268       return Result;
2269
2270     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2271       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2272         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2273           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2274     }
2275     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2276       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2277         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2278           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2279     }
2280   }
2281
2282   // -A + B  -->  B - A
2283   // -A + -B  -->  -(A + B)
2284   if (Value *LHSV = dyn_castNegVal(LHS)) {
2285     if (LHS->getType()->isIntOrIntVector()) {
2286       if (Value *RHSV = dyn_castNegVal(RHS)) {
2287         Value *NewAdd = Builder->CreateAdd(LHSV, RHSV, "sum");
2288         return BinaryOperator::CreateNeg(NewAdd);
2289       }
2290     }
2291     
2292     return BinaryOperator::CreateSub(RHS, LHSV);
2293   }
2294
2295   // A + -B  -->  A - B
2296   if (!isa<Constant>(RHS))
2297     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
2298       return BinaryOperator::CreateSub(LHS, V);
2299
2300
2301   ConstantInt *C2;
2302   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
2303     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2304       return BinaryOperator::CreateMul(RHS, AddOne(C2));
2305
2306     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2307     ConstantInt *C1;
2308     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
2309       return BinaryOperator::CreateMul(X, ConstantExpr::getAdd(C1, C2));
2310   }
2311
2312   // X + X*C --> X * (C+1)
2313   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
2314     return BinaryOperator::CreateMul(LHS, AddOne(C2));
2315
2316   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2317   if (dyn_castNotVal(LHS) == RHS ||
2318       dyn_castNotVal(RHS) == LHS)
2319     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
2320   
2321
2322   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2323   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
2324     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2)))
2325       return R;
2326   
2327   // A+B --> A|B iff A and B have no bits set in common.
2328   if (const IntegerType *IT = dyn_cast<IntegerType>(I.getType())) {
2329     APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(IT->getBitWidth());
2330     APInt LHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2331     APInt LHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2332     ComputeMaskedBits(LHS, Mask, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
2333     if (LHSKnownZero != 0) {
2334       APInt RHSKnownOne(IT->getBitWidth(), 0);
2335       APInt RHSKnownZero(IT->getBitWidth(), 0);
2336       ComputeMaskedBits(RHS, Mask, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
2337       
2338       // No bits in common -> bitwise or.
2339       if ((LHSKnownZero|RHSKnownZero).isAllOnesValue())
2340         return BinaryOperator::CreateOr(LHS, RHS);
2341     }
2342   }
2343
2344   // W*X + Y*Z --> W * (X+Z)  iff W == Y
2345   if (I.getType()->isIntOrIntVector()) {
2346     Value *W, *X, *Y, *Z;
2347     if (match(LHS, m_Mul(m_Value(W), m_Value(X))) &&
2348         match(RHS, m_Mul(m_Value(Y), m_Value(Z)))) {
2349       if (W != Y) {
2350         if (W == Z) {
2351           std::swap(Y, Z);
2352         } else if (Y == X) {
2353           std::swap(W, X);
2354         } else if (X == Z) {
2355           std::swap(Y, Z);
2356           std::swap(W, X);
2357         }
2358       }
2359
2360       if (W == Y) {
2361         Value *NewAdd = Builder->CreateAdd(X, Z, LHS->getName());
2362         return BinaryOperator::CreateMul(W, NewAdd);
2363       }
2364     }
2365   }
2366
2367   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2368     Value *X = 0;
2369     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))))    // ~X + C --> (C-1) - X
2370       return BinaryOperator::CreateSub(SubOne(CRHS), X);
2371
2372     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2373     if (LHS->hasOneUse() &&
2374         match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
2375       Constant *Anded = ConstantExpr::getAnd(CRHS, C2);
2376       if (Anded == CRHS) {
2377         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2378         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2379         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2380
2381         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2382         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2383
2384         // See if the and mask includes all of these bits.
2385         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2386
2387         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2388           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2389           Value *NewAdd = Builder->CreateAdd(X, CRHS, LHS->getName());
2390           return BinaryOperator::CreateAnd(NewAdd, C2);
2391         }
2392       }
2393     }
2394
2395     // Try to fold constant add into select arguments.
2396     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2397       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2398         return R;
2399   }
2400
2401   // add (select X 0 (sub n A)) A  -->  select X A n
2402   {
2403     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS);
2404     Value *A = RHS;
2405     if (!SI) {
2406       SI = dyn_cast<SelectInst>(RHS);
2407       A = LHS;
2408     }
2409     if (SI && SI->hasOneUse()) {
2410       Value *TV = SI->getTrueValue();
2411       Value *FV = SI->getFalseValue();
2412       Value *N;
2413
2414       // Can we fold the add into the argument of the select?
2415       // We check both true and false select arguments for a matching subtract.
2416       if (match(FV, m_Zero()) &&
2417           match(TV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A))))
2418         // Fold the add into the true select value.
2419         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), N, A);
2420       if (match(TV, m_Zero()) &&
2421           match(FV, m_Sub(m_Value(N), m_Specific(A))))
2422         // Fold the add into the false select value.
2423         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), A, N);
2424     }
2425   }
2426
2427   // Check for (add (sext x), y), see if we can merge this into an
2428   // integer add followed by a sext.
2429   if (SExtInst *LHSConv = dyn_cast<SExtInst>(LHS)) {
2430     // (add (sext x), cst) --> (sext (add x, cst'))
2431     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2432       Constant *CI = 
2433         ConstantExpr::getTrunc(RHSC, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2434       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2435           ConstantExpr::getSExt(CI, I.getType()) == RHSC &&
2436           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2437         // Insert the new, smaller add.
2438         Value *NewAdd = Builder->CreateNSWAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2439                                               CI, "addconv");
2440         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2441       }
2442     }
2443     
2444     // (add (sext x), (sext y)) --> (sext (add int x, y))
2445     if (SExtInst *RHSConv = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
2446       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2447       // single use (so we don't increase the number of sexts), and if the
2448       // integer add will not overflow.
2449       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2450           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2451           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2452                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2453         // Insert the new integer add.
2454         Value *NewAdd = Builder->CreateNSWAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2455                                               RHSConv->getOperand(0), "addconv");
2456         return new SExtInst(NewAdd, I.getType());
2457       }
2458     }
2459   }
2460
2461   return Changed ? &I : 0;
2462 }
2463
2464 Instruction *InstCombiner::visitFAdd(BinaryOperator &I) {
2465   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2466   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
2467
2468   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
2469     // X + 0 --> X
2470     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
2471       if (CFP->isExactlyValue(ConstantFP::getNegativeZero
2472                               (I.getType())->getValueAPF()))
2473         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2474     }
2475
2476     if (isa<PHINode>(LHS))
2477       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2478         return NV;
2479   }
2480
2481   // -A + B  -->  B - A
2482   // -A + -B  -->  -(A + B)
2483   if (Value *LHSV = dyn_castFNegVal(LHS))
2484     return BinaryOperator::CreateFSub(RHS, LHSV);
2485
2486   // A + -B  -->  A - B
2487   if (!isa<Constant>(RHS))
2488     if (Value *V = dyn_castFNegVal(RHS))
2489       return BinaryOperator::CreateFSub(LHS, V);
2490
2491   // Check for X+0.0.  Simplify it to X if we know X is not -0.0.
2492   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS))
2493     if (CFP->getValueAPF().isPosZero() && CannotBeNegativeZero(LHS))
2494       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2495
2496   // Check for (add double (sitofp x), y), see if we can merge this into an
2497   // integer add followed by a promotion.
2498   if (SIToFPInst *LHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(LHS)) {
2499     // (add double (sitofp x), fpcst) --> (sitofp (add int x, intcst))
2500     // ... if the constant fits in the integer value.  This is useful for things
2501     // like (double)(x & 1234) + 4.0 -> (double)((X & 1234)+4) which no longer
2502     // requires a constant pool load, and generally allows the add to be better
2503     // instcombined.
2504     if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS)) {
2505       Constant *CI = 
2506       ConstantExpr::getFPToSI(CFP, LHSConv->getOperand(0)->getType());
2507       if (LHSConv->hasOneUse() &&
2508           ConstantExpr::getSIToFP(CI, I.getType()) == CFP &&
2509           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0), CI)) {
2510         // Insert the new integer add.
2511         Value *NewAdd = Builder->CreateNSWAdd(LHSConv->getOperand(0),
2512                                               CI, "addconv");
2513         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2514       }
2515     }
2516     
2517     // (add double (sitofp x), (sitofp y)) --> (sitofp (add int x, y))
2518     if (SIToFPInst *RHSConv = dyn_cast<SIToFPInst>(RHS)) {
2519       // Only do this if x/y have the same type, if at last one of them has a
2520       // single use (so we don't increase the number of int->fp conversions),
2521       // and if the integer add will not overflow.
2522       if (LHSConv->getOperand(0)->getType()==RHSConv->getOperand(0)->getType()&&
2523           (LHSConv->hasOneUse() || RHSConv->hasOneUse()) &&
2524           WillNotOverflowSignedAdd(LHSConv->getOperand(0),
2525                                    RHSConv->getOperand(0))) {
2526         // Insert the new integer add.
2527         Value *NewAdd = Builder->CreateNSWAdd(LHSConv->getOperand(0), 
2528                                               RHSConv->getOperand(0),"addconv");
2529         return new SIToFPInst(NewAdd, I.getType());
2530       }
2531     }
2532   }
2533   
2534   return Changed ? &I : 0;
2535 }
2536
2537
2538 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
2539 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
2540 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
2541 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, InstCombiner &IC) {
2542   TargetData &TD = *IC.getTargetData();
2543   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
2544   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType(GEP->getContext());
2545   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
2546
2547   // Build a mask for high order bits.
2548   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
2549   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
2550
2551   for (User::op_iterator i = GEP->op_begin() + 1, e = GEP->op_end(); i != e;
2552        ++i, ++GTI) {
2553     Value *Op = *i;
2554     uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
2555     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
2556       if (OpC->isZero()) continue;
2557       
2558       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
2559       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
2560         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
2561         
2562         Result = IC.Builder->CreateAdd(Result,
2563                                        ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
2564                                        GEP->getName()+".offs");
2565         continue;
2566       }
2567       
2568       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
2569       Constant *OC =
2570               ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
2571       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale);
2572       // Emit an add instruction.
2573       Result = IC.Builder->CreateAdd(Result, Scale, GEP->getName()+".offs");
2574       continue;
2575     }
2576     // Convert to correct type.
2577     if (Op->getType() != IntPtrTy)
2578       Op = IC.Builder->CreateIntCast(Op, IntPtrTy, true, Op->getName()+".c");
2579     if (Size != 1) {
2580       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
2581       // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
2582       Op = IC.Builder->CreateMul(Op, Scale, GEP->getName()+".idx");
2583     }
2584
2585     // Emit an add instruction.
2586     Result = IC.Builder->CreateAdd(Op, Result, GEP->getName()+".offs");
2587   }
2588   return Result;
2589 }
2590
2591
2592 /// EvaluateGEPOffsetExpression - Return a value that can be used to compare
2593 /// the *offset* implied by a GEP to zero.  For example, if we have &A[i], we
2594 /// want to return 'i' for "icmp ne i, 0".  Note that, in general, indices can
2595 /// be complex, and scales are involved.  The above expression would also be
2596 /// legal to codegen as "icmp ne (i*4), 0" (assuming A is a pointer to i32).
2597 /// This later form is less amenable to optimization though, and we are allowed
2598 /// to generate the first by knowing that pointer arithmetic doesn't overflow.
2599 ///
2600 /// If we can't emit an optimized form for this expression, this returns null.
2601 /// 
2602 static Value *EvaluateGEPOffsetExpression(User *GEP, Instruction &I,
2603                                           InstCombiner &IC) {
2604   TargetData &TD = *IC.getTargetData();
2605   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
2606
2607   // Check to see if this gep only has a single variable index.  If so, and if
2608   // any constant indices are a multiple of its scale, then we can compute this
2609   // in terms of the scale of the variable index.  For example, if the GEP
2610   // implies an offset of "12 + i*4", then we can codegen this as "3 + i",
2611   // because the expression will cross zero at the same point.
2612   unsigned i, e = GEP->getNumOperands();
2613   int64_t Offset = 0;
2614   for (i = 1; i != e; ++i, ++GTI) {
2615     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i))) {
2616       // Compute the aggregate offset of constant indices.
2617       if (CI->isZero()) continue;
2618
2619       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
2620       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
2621         Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
2622       } else {
2623         uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
2624         Offset += Size*CI->getSExtValue();
2625       }
2626     } else {
2627       // Found our variable index.
2628       break;
2629     }
2630   }
2631   
2632   // If there are no variable indices, we must have a constant offset, just
2633   // evaluate it the general way.
2634   if (i == e) return 0;
2635   
2636   Value *VariableIdx = GEP->getOperand(i);
2637   // Determine the scale factor of the variable element.  For example, this is
2638   // 4 if the variable index is into an array of i32.
2639   uint64_t VariableScale = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
2640   
2641   // Verify that there are no other variable indices.  If so, emit the hard way.
2642   for (++i, ++GTI; i != e; ++i, ++GTI) {
2643     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
2644     if (!CI) return 0;
2645    
2646     // Compute the aggregate offset of constant indices.
2647     if (CI->isZero()) continue;
2648     
2649     // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
2650     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
2651       Offset += TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(CI->getZExtValue());
2652     } else {
2653       uint64_t Size = TD.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
2654       Offset += Size*CI->getSExtValue();
2655     }
2656   }
2657   
2658   // Okay, we know we have a single variable index, which must be a
2659   // pointer/array/vector index.  If there is no offset, life is simple, return
2660   // the index.
2661   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSizeInBits();
2662   if (Offset == 0) {
2663     // Cast to intptrty in case a truncation occurs.  If an extension is needed,
2664     // we don't need to bother extending: the extension won't affect where the
2665     // computation crosses zero.
2666     if (VariableIdx->getType()->getPrimitiveSizeInBits() > IntPtrWidth)
2667       VariableIdx = new TruncInst(VariableIdx, 
2668                                   TD.getIntPtrType(VariableIdx->getContext()),
2669                                   VariableIdx->getName(), &I);
2670     return VariableIdx;
2671   }
2672   
2673   // Otherwise, there is an index.  The computation we will do will be modulo
2674   // the pointer size, so get it.
2675   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
2676   
2677   Offset &= PtrSizeMask;
2678   VariableScale &= PtrSizeMask;
2679
2680   // To do this transformation, any constant index must be a multiple of the
2681   // variable scale factor.  For example, we can evaluate "12 + 4*i" as "3 + i",
2682   // but we can't evaluate "10 + 3*i" in terms of i.  Check that the offset is a
2683   // multiple of the variable scale.
2684   int64_t NewOffs = Offset / (int64_t)VariableScale;
2685   if (Offset != NewOffs*(int64_t)VariableScale)
2686     return 0;
2687
2688   // Okay, we can do this evaluation.  Start by converting the index to intptr.
2689   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType(VariableIdx->getContext());
2690   if (VariableIdx->getType() != IntPtrTy)
2691     VariableIdx = CastInst::CreateIntegerCast(VariableIdx, IntPtrTy,
2692                                               true /*SExt*/, 
2693                                               VariableIdx->getName(), &I);
2694   Constant *OffsetVal = ConstantInt::get(IntPtrTy, NewOffs);
2695   return BinaryOperator::CreateAdd(VariableIdx, OffsetVal, "offset", &I);
2696 }
2697
2698
2699 /// Optimize pointer differences into the same array into a size.  Consider:
2700 ///  &A[10] - &A[0]: we should compile this to "10".  LHS/RHS are the pointer
2701 /// operands to the ptrtoint instructions for the LHS/RHS of the subtract.
2702 ///
2703 Value *InstCombiner::OptimizePointerDifference(Value *LHS, Value *RHS,
2704                                                const Type *Ty) {
2705   assert(TD && "Must have target data info for this");
2706   
2707   // If LHS is a gep based on RHS or RHS is a gep based on LHS, we can optimize
2708   // this.
2709   bool Swapped;
2710   GetElementPtrInst *GEP;
2711   
2712   if ((GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(LHS)) &&
2713       GEP->getOperand(0) == RHS)
2714     Swapped = false;
2715   else if ((GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(RHS)) &&
2716            GEP->getOperand(0) == LHS)
2717     Swapped = true;
2718   else
2719     return 0;
2720   
2721   // TODO: Could also optimize &A[i] - &A[j] -> "i-j".
2722   
2723   // Emit the offset of the GEP and an intptr_t.
2724   Value *Result = EmitGEPOffset(GEP, *this);
2725
2726   // If we have p - gep(p, ...)  then we have to negate the result.
2727   if (Swapped)
2728     Result = Builder->CreateNeg(Result, "diff.neg");
2729
2730   return Builder->CreateIntCast(Result, Ty, true);
2731 }
2732
2733
2734 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2735   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2736
2737   if (Op0 == Op1)                        // sub X, X  -> 0
2738     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2739
2740   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A.  This preserves NSW/NUW.
2741   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1)) {
2742     BinaryOperator *Res = BinaryOperator::CreateAdd(Op0, V);
2743     Res->setHasNoSignedWrap(I.hasNoSignedWrap());
2744     Res->setHasNoUnsignedWrap(I.hasNoUnsignedWrap());
2745     return Res;
2746   }
2747
2748   if (isa<UndefValue>(Op0))
2749     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2750   if (isa<UndefValue>(Op1))
2751     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2752   if (I.getType() == Type::getInt1Ty(*Context))
2753     return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
2754   
2755   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2756     // Replace (-1 - A) with (~A).
2757     if (C->isAllOnesValue())
2758       return BinaryOperator::CreateNot(Op1);
2759
2760     // C - ~X == X + (1+C)
2761     Value *X = 0;
2762     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
2763       return BinaryOperator::CreateAdd(X, AddOne(C));
2764
2765     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2766     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2767     if (C->isZero()) {
2768       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2769         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2770           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2771             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2772             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2773                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2774               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2775               return BinaryOperator::Create(Instruction::AShr, 
2776                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2777             }
2778           }
2779         } else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2780           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2781             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2782             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2783                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2784               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2785               return BinaryOperator::CreateLShr(
2786                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2787             }
2788           }
2789         }
2790       }
2791     }
2792
2793     // Try to fold constant sub into select arguments.
2794     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2795       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2796         return R;
2797
2798     // C - zext(bool) -> bool ? C - 1 : C
2799     if (ZExtInst *ZI = dyn_cast<ZExtInst>(Op1))
2800       if (ZI->getSrcTy() == Type::getInt1Ty(*Context))
2801         return SelectInst::Create(ZI->getOperand(0), SubOne(C), C);
2802   }
2803
2804   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2805     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2806       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2807         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(1),
2808                                          I.getName());
2809       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2810         return BinaryOperator::CreateNeg(Op1I->getOperand(0),
2811                                          I.getName());
2812       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2813         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2814           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2815           return BinaryOperator::CreateSub(
2816             ConstantExpr::getSub(CI1, CI2), Op1I->getOperand(0));
2817       }
2818     }
2819
2820     if (Op1I->hasOneUse()) {
2821       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2822       // is not used by anyone else...
2823       //
2824       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2825         // Swap the two operands of the subexpr...
2826         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2827         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2828         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2829
2830         // Create the new top level add instruction...
2831         return BinaryOperator::CreateAdd(Op0, Op1);
2832       }
2833
2834       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2835       //
2836       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2837           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2838         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2839
2840         Value *NewNot = Builder->CreateNot(OtherOp, "B.not");
2841         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, NewNot);
2842       }
2843
2844       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2845       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2846         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2847           if (CSI->isZero())
2848             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2849               return BinaryOperator::CreateSDiv(Op1I->getOperand(0),
2850                                           ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2851
2852       // X - X*C --> X * (1-C)
2853       ConstantInt *C2 = 0;
2854       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
2855         Constant *CP1 = 
2856           ConstantExpr::getSub(ConstantInt::get(I.getType(), 1),
2857                                              C2);
2858         return BinaryOperator::CreateMul(Op0, CP1);
2859       }
2860     }
2861   }
2862
2863   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2864     if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2865       if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2866         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2867       else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2868         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2869     } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2870       if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2871         return BinaryOperator::CreateNeg(Op0I->getOperand(1),
2872                                          I.getName());
2873     }
2874   }
2875
2876   ConstantInt *C1;
2877   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
2878     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2879       return BinaryOperator::CreateMul(Op1, SubOne(C1));
2880
2881     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2882     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
2883       return BinaryOperator::CreateMul(X, ConstantExpr::getSub(C1, C2));
2884   }
2885   
2886   // Optimize pointer differences into the same array into a size.  Consider:
2887   //  &A[10] - &A[0]: we should compile this to "10".
2888   if (TD) {
2889     if (PtrToIntInst *LHS = dyn_cast<PtrToIntInst>(Op0))
2890       if (PtrToIntInst *RHS = dyn_cast<PtrToIntInst>(Op1))
2891         if (Value *Res = OptimizePointerDifference(LHS->getOperand(0),
2892                                                    RHS->getOperand(0),
2893                                                    I.getType()))
2894           return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
2895     
2896     // trunc(p)-trunc(q) -> trunc(p-q)
2897     if (TruncInst *LHST = dyn_cast<TruncInst>(Op0))
2898       if (TruncInst *RHST = dyn_cast<TruncInst>(Op1))
2899         if (PtrToIntInst *LHS = dyn_cast<PtrToIntInst>(LHST->getOperand(0)))
2900           if (PtrToIntInst *RHS = dyn_cast<PtrToIntInst>(RHST->getOperand(0)))
2901             if (Value *Res = OptimizePointerDifference(LHS->getOperand(0),
2902                                                        RHS->getOperand(0),
2903                                                        I.getType()))
2904               return ReplaceInstUsesWith(I, Res);
2905   }
2906   
2907   return 0;
2908 }
2909
2910 Instruction *InstCombiner::visitFSub(BinaryOperator &I) {
2911   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2912
2913   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2914   if (Value *V = dyn_castFNegVal(Op1))
2915     return BinaryOperator::CreateFAdd(Op0, V);
2916
2917   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2918     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::FAdd) {
2919       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2920         return BinaryOperator::CreateFNeg(Op1I->getOperand(1),
2921                                           I.getName());
2922       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2923         return BinaryOperator::CreateFNeg(Op1I->getOperand(0),
2924                                           I.getName());
2925     }
2926   }
2927
2928   return 0;
2929 }
2930
2931 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2932 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2933 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2934 /// signed.
2935 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2936                            bool &TrueIfSigned) {
2937   switch (pred) {
2938   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2939     TrueIfSigned = true;
2940     return RHS->isZero();
2941   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2942     TrueIfSigned = true;
2943     return RHS->isAllOnesValue();
2944   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2945     TrueIfSigned = false;
2946     return RHS->isAllOnesValue();
2947   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2948     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2949     TrueIfSigned = true;
2950     return RHS->getValue() ==
2951       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2952   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2953     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2954     TrueIfSigned = true;
2955     return RHS->getValue().isSignBit();
2956   default:
2957     return false;
2958   }
2959 }
2960
2961 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2962   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2963   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2964
2965   if (isa<UndefValue>(Op1))              // undef * X -> 0
2966     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2967
2968   // Simplify mul instructions with a constant RHS.
2969   if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
2970     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1C)) {
2971
2972       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2973       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2974         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2975           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2976             return BinaryOperator::CreateMul(SI->getOperand(0),
2977                                         ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
2978
2979       if (CI->isZero())
2980         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1C);  // X * 0  == 0
2981       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2982         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2983       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2984         return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
2985
2986       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2987       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2988         return BinaryOperator::CreateShl(Op0,
2989                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2990       }
2991     } else if (isa<VectorType>(Op1C->getType())) {
2992       if (Op1C->isNullValue())
2993         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1C);
2994
2995       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1C)) {
2996         if (Op1V->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2997           return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
2998
2999         // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
3000         if (Constant *Splat = Op1V->getSplatValue()) {
3001           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Splat))
3002             if (CI->equalsInt(1))
3003               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3004         }
3005       }
3006     }
3007     
3008     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
3009       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
3010           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(Op1C)) {
3011         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
3012         Value *Add = Builder->CreateMul(Op0I->getOperand(0), Op1C, "tmp");
3013         Value *C1C2 = Builder->CreateMul(Op1C, Op0I->getOperand(1));
3014         return BinaryOperator::CreateAdd(Add, C1C2);
3015         
3016       }
3017
3018     // Try to fold constant mul into select arguments.
3019     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3020       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3021         return R;
3022
3023     if (isa<PHINode>(Op0))
3024       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3025         return NV;
3026   }
3027
3028   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
3029     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(Op1))
3030       return BinaryOperator::CreateMul(Op0v, Op1v);
3031
3032   // (X / Y) *  Y = X - (X % Y)
3033   // (X / Y) * -Y = (X % Y) - X
3034   {
3035     Value *Op1C = Op1;
3036     BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
3037     if (!BO ||
3038         (BO->getOpcode() != Instruction::UDiv && 
3039          BO->getOpcode() != Instruction::SDiv)) {
3040       Op1C = Op0;
3041       BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
3042     }
3043     Value *Neg = dyn_castNegVal(Op1C);
3044     if (BO && BO->hasOneUse() &&
3045         (BO->getOperand(1) == Op1C || BO->getOperand(1) == Neg) &&
3046         (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv ||
3047          BO->getOpcode() == Instruction::SDiv)) {
3048       Value *Op0BO = BO->getOperand(0), *Op1BO = BO->getOperand(1);
3049
3050       // If the division is exact, X % Y is zero.
3051       if (SDivOperator *SDiv = dyn_cast<SDivOperator>(BO))
3052         if (SDiv->isExact()) {
3053           if (Op1BO == Op1C)
3054             return ReplaceInstUsesWith(I, Op0BO);
3055           return BinaryOperator::CreateNeg(Op0BO);
3056         }
3057
3058       Value *Rem;
3059       if (BO->getOpcode() == Instruction::UDiv)
3060         Rem = Builder->CreateURem(Op0BO, Op1BO);
3061       else
3062         Rem = Builder->CreateSRem(Op0BO, Op1BO);
3063       Rem->takeName(BO);
3064
3065       if (Op1BO == Op1C)
3066         return BinaryOperator::CreateSub(Op0BO, Rem);
3067       return BinaryOperator::CreateSub(Rem, Op0BO);
3068     }
3069   }
3070
3071   /// i1 mul -> i1 and.
3072   if (I.getType() == Type::getInt1Ty(*Context))
3073     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Op1);
3074
3075   // X*(1 << Y) --> X << Y
3076   // (1 << Y)*X --> X << Y
3077   {
3078     Value *Y;
3079     if (match(Op0, m_Shl(m_One(), m_Value(Y))))
3080       return BinaryOperator::CreateShl(Op1, Y);
3081     if (match(Op1, m_Shl(m_One(), m_Value(Y))))
3082       return BinaryOperator::CreateShl(Op0, Y);
3083   }
3084   
3085   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
3086   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
3087   //   X * Y (where Y is 0 or 1) -> X & (0-Y)
3088   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3089     // -2 is "-1 << 1" so it is all bits set except the low one.
3090     APInt Negative2(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits(), (uint64_t)-2, true);
3091     
3092     Value *BoolCast = 0, *OtherOp = 0;
3093     if (MaskedValueIsZero(Op0, Negative2))
3094       BoolCast = Op0, OtherOp = Op1;
3095     else if (MaskedValueIsZero(Op1, Negative2))
3096       BoolCast = Op1, OtherOp = Op0;
3097
3098     if (BoolCast) {
3099       Value *V = Builder->CreateSub(Constant::getNullValue(I.getType()),
3100                                     BoolCast, "tmp");
3101       return BinaryOperator::CreateAnd(V, OtherOp);
3102     }
3103   }
3104
3105   return Changed ? &I : 0;
3106 }
3107
3108 Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
3109   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3110   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3111
3112   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
3113   if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
3114     if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1C)) {
3115       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
3116       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
3117       if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
3118         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
3119     } else if (isa<VectorType>(Op1C->getType())) {
3120       if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1C)) {
3121         // As above, vector X*splat(1.0) -> X in all defined cases.
3122         if (Constant *Splat = Op1V->getSplatValue()) {
3123           if (ConstantFP *F = dyn_cast<ConstantFP>(Splat))
3124             if (F->isExactlyValue(1.0))
3125               return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3126         }
3127       }
3128     }
3129
3130     // Try to fold constant mul into select arguments.
3131     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3132       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3133         return R;
3134
3135     if (isa<PHINode>(Op0))
3136       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3137         return NV;
3138   }
3139
3140   if (Value *Op0v = dyn_castFNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
3141     if (Value *Op1v = dyn_castFNegVal(Op1))
3142       return BinaryOperator::CreateFMul(Op0v, Op1v);
3143
3144   return Changed ? &I : 0;
3145 }
3146
3147 /// SimplifyDivRemOfSelect - Try to fold a divide or remainder of a select
3148 /// instruction.
3149 bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
3150   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I.getOperand(1));
3151   
3152   // div/rem X, (Cond ? 0 : Y) -> div/rem X, Y
3153   int NonNullOperand = -1;
3154   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
3155     if (ST->isNullValue())
3156       NonNullOperand = 2;
3157   // div/rem X, (Cond ? Y : 0) -> div/rem X, Y
3158   if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
3159     if (ST->isNullValue())
3160       NonNullOperand = 1;
3161   
3162   if (NonNullOperand == -1)
3163     return false;
3164   
3165   Value *SelectCond = SI->getOperand(0);
3166   
3167   // Change the div/rem to use 'Y' instead of the select.
3168   I.setOperand(1, SI->getOperand(NonNullOperand));
3169   
3170   // Okay, we know we replace the operand of the div/rem with 'Y' with no
3171   // problem.  However, the select, or the condition of the select may have
3172   // multiple uses.  Based on our knowledge that the operand must be non-zero,
3173   // propagate the known value for the select into other uses of it, and
3174   // propagate a known value of the condition into its other users.
3175   
3176   // If the select and condition only have a single use, don't bother with this,
3177   // early exit.
3178   if (SI->use_empty() && SelectCond->hasOneUse())
3179     return true;
3180   
3181   // Scan the current block backward, looking for other uses of SI.
3182   BasicBlock::iterator BBI = &I, BBFront = I.getParent()->begin();
3183   
3184   while (BBI != BBFront) {
3185     --BBI;
3186     // If we found a call to a function, we can't assume it will return, so
3187     // information from below it cannot be propagated above it.
3188     if (isa<CallInst>(BBI) && !isa<IntrinsicInst>(BBI))
3189       break;
3190     
3191     // Replace uses of the select or its condition with the known values.
3192     for (Instruction::op_iterator I = BBI->op_begin(), E = BBI->op_end();
3193          I != E; ++I) {
3194       if (*I == SI) {
3195         *I = SI->getOperand(NonNullOperand);
3196         Worklist.Add(BBI);
3197       } else if (*I == SelectCond) {
3198         *I = NonNullOperand == 1 ? ConstantInt::getTrue(*Context) :
3199                                    ConstantInt::getFalse(*Context);
3200         Worklist.Add(BBI);
3201       }
3202     }
3203     
3204     // If we past the instruction, quit looking for it.
3205     if (&*BBI == SI)
3206       SI = 0;
3207     if (&*BBI == SelectCond)
3208       SelectCond = 0;
3209     
3210     // If we ran out of things to eliminate, break out of the loop.
3211     if (SelectCond == 0 && SI == 0)
3212       break;
3213     
3214   }
3215   return true;
3216 }
3217
3218
3219 /// This function implements the transforms on div instructions that work
3220 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
3221 /// used by the visitors to those instructions.
3222 /// @brief Transforms common to all three div instructions
3223 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
3224   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3225
3226   // undef / X -> 0        for integer.
3227   // undef / X -> undef    for FP (the undef could be a snan).
3228   if (isa<UndefValue>(Op0)) {
3229     if (Op0->getType()->isFPOrFPVector())
3230       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3231     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3232   }
3233
3234   // X / undef -> undef
3235   if (isa<UndefValue>(Op1))
3236     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3237
3238   return 0;
3239 }
3240
3241 /// This function implements the transforms common to both integer division
3242 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
3243 /// division instructions.
3244 /// @brief Common integer divide transforms
3245 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
3246   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3247
3248   // (sdiv X, X) --> 1     (udiv X, X) --> 1
3249   if (Op0 == Op1) {
3250     if (const VectorType *Ty = dyn_cast<VectorType>(I.getType())) {
3251       Constant *CI = ConstantInt::get(Ty->getElementType(), 1);
3252       std::vector<Constant*> Elts(Ty->getNumElements(), CI);
3253       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantVector::get(Elts));
3254     }
3255
3256     Constant *CI = ConstantInt::get(I.getType(), 1);
3257     return ReplaceInstUsesWith(I, CI);
3258   }
3259   
3260   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
3261     return Common;
3262   
3263   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
3264   // This does not apply for fdiv.
3265   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
3266     return &I;
3267
3268   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3269     // div X, 1 == X
3270     if (RHS->equalsInt(1))
3271       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3272
3273     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
3274     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
3275       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
3276         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
3277           if (MultiplyOverflows(RHS, LHSRHS,
3278                                 I.getOpcode()==Instruction::SDiv))
3279             return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3280           else 
3281             return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
3282                                       ConstantExpr::getMul(RHS, LHSRHS));
3283         }
3284
3285     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
3286       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3287         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3288           return R;
3289       if (isa<PHINode>(Op0))
3290         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3291           return NV;
3292     }
3293   }
3294
3295   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
3296   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
3297     if (LHS->equalsInt(0))
3298       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3299
3300   // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
3301   if (I.getType() == Type::getInt1Ty(*Context))
3302     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3303
3304   if (ConstantVector *Op1V = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3305     if (ConstantInt *X = cast_or_null<ConstantInt>(Op1V->getSplatValue()))
3306       // div X, 1 == X
3307       if (X->isOne())
3308         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3309   }
3310
3311   return 0;
3312 }
3313
3314 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
3315   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3316
3317   // Handle the integer div common cases
3318   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
3319     return Common;
3320
3321   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3322     // X udiv C^2 -> X >> C
3323     // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
3324     // if so, convert to a right shift.
3325     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
3326       return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, 
3327             ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
3328
3329     // X udiv C, where C >= signbit
3330     if (C->getValue().isNegative()) {
3331       Value *IC = Builder->CreateICmpULT( Op0, C);
3332       return SelectInst::Create(IC, Constant::getNullValue(I.getType()),
3333                                 ConstantInt::get(I.getType(), 1));
3334     }
3335   }
3336
3337   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
3338   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
3339     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3340         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3341       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
3342       if (C1.isPowerOf2()) {
3343         Value *N = RHSI->getOperand(1);
3344         const Type *NTy = N->getType();
3345         if (uint32_t C2 = C1.logBase2())
3346           N = Builder->CreateAdd(N, ConstantInt::get(NTy, C2), "tmp");
3347         return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
3348       }
3349     }
3350   }
3351   
3352   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
3353   // where C1&C2 are powers of two.
3354   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
3355     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3356       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
3357         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
3358         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
3359           // Compute the shift amounts
3360           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
3361           // Construct the "on true" case of the select
3362           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
3363           Value *TSI = Builder->CreateLShr(Op0, TC, SI->getName()+".t");
3364   
3365           // Construct the "on false" case of the select
3366           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
3367           Value *FSI = Builder->CreateLShr(Op0, FC, SI->getName()+".f");
3368
3369           // construct the select instruction and return it.
3370           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
3371         }
3372       }
3373   return 0;
3374 }
3375
3376 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
3377   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3378
3379   // Handle the integer div common cases
3380   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
3381     return Common;
3382
3383   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3384     // sdiv X, -1 == -X
3385     if (RHS->isAllOnesValue())
3386       return BinaryOperator::CreateNeg(Op0);
3387
3388     // sdiv X, C  -->  ashr X, log2(C)
3389     if (cast<SDivOperator>(&I)->isExact() &&
3390         RHS->getValue().isNonNegative() &&
3391         RHS->getValue().isPowerOf2()) {
3392       Value *ShAmt = llvm::ConstantInt::get(RHS->getType(),
3393                                             RHS->getValue().exactLogBase2());
3394       return BinaryOperator::CreateAShr(Op0, ShAmt, I.getName());
3395     }
3396
3397     // -X/C  -->  X/-C  provided the negation doesn't overflow.
3398     if (SubOperator *Sub = dyn_cast<SubOperator>(Op0))
3399       if (isa<Constant>(Sub->getOperand(0)) &&
3400           cast<Constant>(Sub->getOperand(0))->isNullValue() &&
3401           Sub->hasNoSignedWrap())
3402         return BinaryOperator::CreateSDiv(Sub->getOperand(1),
3403                                           ConstantExpr::getNeg(RHS));
3404   }
3405
3406   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3407   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
3408   if (I.getType()->isInteger()) {
3409     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3410     if (MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3411       if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask)) {
3412         // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
3413         return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
3414       }
3415       ConstantInt *ShiftedInt;
3416       if (match(Op1, m_Shl(m_ConstantInt(ShiftedInt), m_Value())) &&
3417           ShiftedInt->getValue().isPowerOf2()) {
3418         // X sdiv (1 << Y) -> X udiv (1 << Y) ( -> X u>> Y)
3419         // Safe because the only negative value (1 << Y) can take on is
3420         // INT_MIN, and X sdiv INT_MIN == X udiv INT_MIN == 0 if X doesn't have
3421         // the sign bit set.
3422         return BinaryOperator::CreateUDiv(Op0, Op1, I.getName());
3423       }
3424     }
3425   }
3426   
3427   return 0;
3428 }
3429
3430 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
3431   return commonDivTransforms(I);
3432 }
3433
3434 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
3435 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
3436 /// is used by the visitors to those instructions.
3437 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
3438 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3439   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3440
3441   if (isa<UndefValue>(Op0)) {             // undef % X -> 0
3442     if (I.getType()->isFPOrFPVector())
3443       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X % undef -> undef (could be SNaN)
3444     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3445   }
3446   if (isa<UndefValue>(Op1))
3447     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
3448
3449   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
3450   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
3451     return &I;
3452
3453   return 0;
3454 }
3455
3456 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
3457 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
3458 /// remainder instructions.
3459 /// @brief Common integer remainder transforms
3460 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
3461   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3462
3463   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
3464     return common;
3465
3466   // 0 % X == 0 for integer, we don't need to preserve faults!
3467   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
3468     if (LHS->isNullValue())
3469       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3470
3471   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3472     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
3473     if (RHS->equalsInt(0))
3474       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
3475     
3476     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
3477       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3478
3479     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
3480       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
3481         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3482           return R;
3483       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
3484         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3485           return NV;
3486       }
3487
3488       // See if we can fold away this rem instruction.
3489       if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
3490         return &I;
3491     }
3492   }
3493
3494   return 0;
3495 }
3496
3497 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
3498   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3499
3500   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
3501     return common;
3502   
3503   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3504     // X urem C^2 -> X and C
3505     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
3506     // if so, convert to a bitwise and.
3507     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3508       if (C->getValue().isPowerOf2())
3509         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, SubOne(C));
3510   }
3511
3512   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
3513     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
3514     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
3515         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
3516       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
3517         Constant *N1 = Constant::getAllOnesValue(I.getType());
3518         Value *Add = Builder->CreateAdd(RHSI, N1, "tmp");
3519         return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
3520       }
3521     }
3522   }
3523
3524   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
3525   // where C1&C2 are powers of two.
3526   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
3527     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
3528       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
3529         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
3530         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
3531             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
3532           Value *TrueAnd = Builder->CreateAnd(Op0, SubOne(STO),
3533                                               SI->getName()+".t");
3534           Value *FalseAnd = Builder->CreateAnd(Op0, SubOne(SFO),
3535                                                SI->getName()+".f");
3536           return SelectInst::Create(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
3537         }
3538       }
3539   }
3540   
3541   return 0;
3542 }
3543
3544 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
3545   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3546
3547   // Handle the integer rem common cases
3548   if (Instruction *Common = commonIRemTransforms(I))
3549     return Common;
3550   
3551   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
3552     if (!isa<Constant>(RHSNeg) ||
3553         (isa<ConstantInt>(RHSNeg) &&
3554          cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive())) {
3555       // X % -Y -> X % Y
3556       Worklist.AddValue(I.getOperand(1));
3557       I.setOperand(1, RHSNeg);
3558       return &I;
3559     }
3560
3561   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
3562   // unsigned inputs), turn this into a urem.
3563   if (I.getType()->isInteger()) {
3564     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
3565     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
3566       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
3567       return BinaryOperator::CreateURem(Op0, Op1, I.getName());
3568     }
3569   }
3570
3571   // If it's a constant vector, flip any negative values positive.
3572   if (ConstantVector *RHSV = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3573     unsigned VWidth = RHSV->getNumOperands();
3574
3575     bool hasNegative = false;
3576     for (unsigned i = 0; !hasNegative && i != VWidth; ++i)
3577       if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHSV->getOperand(i)))
3578         if (RHS->getValue().isNegative())
3579           hasNegative = true;
3580
3581     if (hasNegative) {
3582       std::vector<Constant *> Elts(VWidth);
3583       for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i) {
3584         if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHSV->getOperand(i))) {
3585           if (RHS->getValue().isNegative())
3586             Elts[i] = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(RHS));
3587           else
3588             Elts[i] = RHS;
3589         }
3590       }
3591
3592       Constant *NewRHSV = ConstantVector::get(Elts);
3593       if (NewRHSV != RHSV) {
3594         Worklist.AddValue(I.getOperand(1));
3595         I.setOperand(1, NewRHSV);
3596         return &I;
3597       }
3598     }
3599   }
3600
3601   return 0;
3602 }
3603
3604 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
3605   return commonRemTransforms(I);
3606 }
3607
3608 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
3609 // constant.
3610 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
3611   return CI->getValue().isPowerOf2();
3612 }
3613
3614 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
3615 // This is the same as lowones(~X).
3616 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
3617   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
3618 }
3619
3620 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
3621 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
3622 ///
3623 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
3624 ///
3625 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
3626 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
3627 ///
3628 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
3629 ///   0  A > B
3630 ///   1  A == B
3631 ///   2  A < B
3632 ///
3633 /// <=>  Value  Definition
3634 /// 000     0   Always false
3635 /// 001     1   A >  B
3636 /// 010     2   A == B
3637 /// 011     3   A >= B
3638 /// 100     4   A <  B
3639 /// 101     5   A != B
3640 /// 110     6   A <= B
3641 /// 111     7   Always true
3642 ///  
3643 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
3644   switch (ICI->getPredicate()) {
3645     // False -> 0
3646   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
3647   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
3648   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
3649   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
3650   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
3651   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
3652   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
3653   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
3654   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
3655   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
3656     // True -> 7
3657   default:
3658     llvm_unreachable("Invalid ICmp predicate!");
3659     return 0;
3660   }
3661 }
3662
3663 /// getFCmpCode - Similar to getICmpCode but for FCmpInst. This encodes a fcmp
3664 /// predicate into a three bit mask. It also returns whether it is an ordered
3665 /// predicate by reference.
3666 static unsigned getFCmpCode(FCmpInst::Predicate CC, bool &isOrdered) {
3667   isOrdered = false;
3668   switch (CC) {
3669   case FCmpInst::FCMP_ORD: isOrdered = true; return 0;  // 000
3670   case FCmpInst::FCMP_UNO:                   return 0;  // 000
3671   case FCmpInst::FCMP_OGT: isOrdered = true; return 1;  // 001
3672   case FCmpInst::FCMP_UGT:                   return 1;  // 001
3673   case FCmpInst::FCMP_OEQ: isOrdered = true; return 2;  // 010
3674   case FCmpInst::FCMP_UEQ:                   return 2;  // 010
3675   case FCmpInst::FCMP_OGE: isOrdered = true; return 3;  // 011
3676   case FCmpInst::FCMP_UGE:                   return 3;  // 011
3677   case FCmpInst::FCMP_OLT: isOrdered = true; return 4;  // 100
3678   case FCmpInst::FCMP_ULT:                   return 4;  // 100
3679   case FCmpInst::FCMP_ONE: isOrdered = true; return 5;  // 101
3680   case FCmpInst::FCMP_UNE:                   return 5;  // 101
3681   case FCmpInst::FCMP_OLE: isOrdered = true; return 6;  // 110
3682   case FCmpInst::FCMP_ULE:                   return 6;  // 110
3683     // True -> 7
3684   default:
3685     // Not expecting FCMP_FALSE and FCMP_TRUE;
3686     llvm_unreachable("Unexpected FCmp predicate!");
3687     return 0;
3688   }
3689 }
3690
3691 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
3692 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
3693 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
3694 /// of predicate to use in the new icmp instruction.
3695 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS,
3696                            LLVMContext *Context) {
3697   switch (code) {
3698   default: llvm_unreachable("Illegal ICmp code!");
3699   case  0: return ConstantInt::getFalse(*Context);
3700   case  1: 
3701     if (sign)
3702       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
3703     else
3704       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
3705   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
3706   case  3: 
3707     if (sign)
3708       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
3709     else
3710       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
3711   case  4: 
3712     if (sign)
3713       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
3714     else
3715       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
3716   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
3717   case  6: 
3718     if (sign)
3719       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
3720     else
3721       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
3722   case  7: return ConstantInt::getTrue(*Context);
3723   }
3724 }
3725
3726 /// getFCmpValue - This is the complement of getFCmpCode, which turns an
3727 /// opcode and two operands into either a FCmp instruction. isordered is passed
3728 /// in to determine which kind of predicate to use in the new fcmp instruction.
3729 static Value *getFCmpValue(bool isordered, unsigned code,
3730                            Value *LHS, Value *RHS, LLVMContext *Context) {
3731   switch (code) {
3732   default: llvm_unreachable("Illegal FCmp code!");
3733   case  0:
3734     if (isordered)
3735       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS, RHS);
3736     else
3737       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS, RHS);
3738   case  1: 
3739     if (isordered)
3740       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGT, LHS, RHS);
3741     else
3742       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGT, LHS, RHS);
3743   case  2: 
3744     if (isordered)
3745       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OEQ, LHS, RHS);
3746     else
3747       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UEQ, LHS, RHS);
3748   case  3: 
3749     if (isordered)
3750       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OGE, LHS, RHS);
3751     else
3752       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UGE, LHS, RHS);
3753   case  4: 
3754     if (isordered)
3755       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLT, LHS, RHS);
3756     else
3757       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULT, LHS, RHS);
3758   case  5: 
3759     if (isordered)
3760       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ONE, LHS, RHS);
3761     else
3762       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNE, LHS, RHS);
3763   case  6: 
3764     if (isordered)
3765       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_OLE, LHS, RHS);
3766     else
3767       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ULE, LHS, RHS);
3768   case  7: return ConstantInt::getTrue(*Context);
3769   }
3770 }
3771
3772 /// PredicatesFoldable - Return true if both predicates match sign or if at
3773 /// least one of them is an equality comparison (which is signless).
3774 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
3775   return (CmpInst::isSigned(p1) == CmpInst::isSigned(p2)) ||
3776          (CmpInst::isSigned(p1) && ICmpInst::isEquality(p2)) ||
3777          (CmpInst::isSigned(p2) && ICmpInst::isEquality(p1));
3778 }
3779
3780 namespace { 
3781 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3782 struct FoldICmpLogical {
3783   InstCombiner &IC;
3784   Value *LHS, *RHS;
3785   ICmpInst::Predicate pred;
3786   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3787     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3788       pred(ICI->getPredicate()) {}
3789   bool shouldApply(Value *V) const {
3790     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3791       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3792         return ((ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS) ||
3793                 (ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS));
3794     return false;
3795   }
3796   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3797     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3798     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3799       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3800       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3801     }
3802
3803     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3804     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3805     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3806     unsigned Code;
3807     switch (Log.getOpcode()) {
3808     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3809     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3810     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3811     default: llvm_unreachable("Illegal logical opcode!"); return 0;
3812     }
3813
3814     bool isSigned = RHSICI->isSigned() || ICI->isSigned();
3815     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS, IC.getContext());
3816     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3817       return I;
3818     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3819     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3820   }
3821 };
3822 } // end anonymous namespace
3823
3824 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3825 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3826 // guaranteed to be a binary operator.
3827 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3828                                     ConstantInt *OpRHS,
3829                                     ConstantInt *AndRHS,
3830                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3831   Value *X = Op->getOperand(0);
3832   Constant *Together = 0;
3833   if (!Op->isShift())
3834     Together = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, OpRHS);
3835
3836   switch (Op->getOpcode()) {
3837   case Instruction::Xor:
3838     if (Op->hasOneUse()) {
3839       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3840       Value *And = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
3841       And->takeName(Op);
3842       return BinaryOperator::CreateXor(And, Together);
3843     }
3844     break;
3845   case Instruction::Or:
3846     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3847       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3848
3849     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3850       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3851       Value *Or = Builder->CreateOr(X, Together);
3852       Or->takeName(Op);
3853       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, AndRHS);
3854     }
3855     break;
3856   case Instruction::Add:
3857     if (Op->hasOneUse()) {
3858       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3859       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3860       // single bit constant.
3861       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3862
3863       // If there is only one bit set...
3864       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3865         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3866         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3867         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3868         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3869
3870         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3871         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3872           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3873           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3874           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3875           // no effect.
3876           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3877             TheAnd.setOperand(0, X);
3878             return &TheAnd;
3879           } else {
3880             // Pull the XOR out of the AND.
3881             Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(X, AndRHS);
3882             NewAnd->takeName(Op);
3883             return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, AndRHS);
3884           }
3885         }
3886       }
3887     }
3888     break;
3889
3890   case Instruction::Shl: {
3891     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3892     // the anded constant includes them, clear them now!
3893     //
3894     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3895     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3896     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3897     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(*Context, AndRHS->getValue() & ShlMask);
3898
3899     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3900     // Masking out bits that the shift already masks
3901       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3902     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3903       TheAnd.setOperand(1, CI);
3904       return &TheAnd;
3905     }
3906     break;
3907   }
3908   case Instruction::LShr:
3909   {
3910     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3911     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3912     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3913     //
3914     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3915     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3916     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3917     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(*Context, AndRHS->getValue() & ShrMask);
3918
3919     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3920     // Masking out bits that the shift already masks.
3921       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3922     } else if (CI != AndRHS) {
3923       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3924       return &TheAnd;
3925     }
3926     break;
3927   }
3928   case Instruction::AShr:
3929     // Signed shr.
3930     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3931     // with an and.
3932     if (Op->hasOneUse()) {
3933       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3934       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3935       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3936       Constant *C = ConstantInt::get(*Context, AndRHS->getValue() & ShrMask);
3937       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3938         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3939         // Make the argument unsigned.
3940         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3941         ShVal = Builder->CreateLShr(ShVal, OpRHS, Op->getName());
3942         return BinaryOperator::CreateAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3943       }
3944     }
3945     break;
3946   }
3947   return 0;
3948 }
3949
3950
3951 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3952 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3953 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3954 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3955 /// insert new instructions.
3956 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3957                                            bool isSigned, bool Inside, 
3958                                            Instruction &IB) {
3959   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3960             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3961          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3962     
3963   if (Inside) {
3964     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3965       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3966
3967     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3968     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3969       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3970         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3971       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3972     }
3973
3974     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3975     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3976     Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3977     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3978     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3979   }
3980
3981   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3982     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3983
3984   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3985   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3986   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3987     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3988         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3989     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3990   }
3991
3992   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3993   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3994   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3995   Value *Add = Builder->CreateAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3996   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3997   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3998 }
3999
4000 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
4001 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
4002 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
4003 // not, since all 1s are not contiguous.
4004 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
4005   const APInt& V = Val->getValue();
4006   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
4007   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
4008
4009   // look for the first zero bit after the run of ones
4010   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
4011   // look for the first non-zero bit
4012   ME = V.getActiveBits(); 
4013   return true;
4014 }
4015
4016 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
4017 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
4018 /// the following xforms:
4019 /// 
4020 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
4021 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
4022 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
4023 ///
4024 /// return (A +/- B).
4025 ///
4026 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
4027                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
4028                                         Instruction &I) {
4029   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
4030   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
4031       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
4032
4033   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
4034
4035   switch (LHSI->getOpcode()) {
4036   default: return 0;
4037   case Instruction::And:
4038     if (ConstantExpr::getAnd(N, Mask) == Mask) {
4039       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
4040       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
4041            Mask->getValue().countPopulation()) == 
4042           Mask->getValue().getBitWidth())
4043         break;
4044
4045       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
4046       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
4047       // is all N is, ignore it.
4048       uint32_t MB = 0, ME = 0;
4049       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
4050         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
4051         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
4052         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
4053           break;
4054       }
4055     }
4056     return 0;
4057   case Instruction::Or:
4058   case Instruction::Xor:
4059     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
4060     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
4061          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
4062         && ConstantExpr::getAnd(N, Mask)->isNullValue())
4063       break;
4064     return 0;
4065   }
4066   
4067   if (isSub)
4068     return Builder->CreateSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
4069   return Builder->CreateAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
4070 }
4071
4072 /// FoldAndOfICmps - Fold (icmp)&(icmp) if possible.
4073 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfICmps(Instruction &I,
4074                                           ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
4075   // (icmp eq A, null) & (icmp eq B, null) -->
4076   //     (icmp eq (ptrtoint(A)|ptrtoint(B)), 0)
4077   if (TD &&
4078       LHS->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ &&
4079       RHS->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ &&
4080       isa<ConstantPointerNull>(LHS->getOperand(1)) &&
4081       isa<ConstantPointerNull>(RHS->getOperand(1))) {
4082     const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(I.getContext());
4083     Value *A = Builder->CreatePtrToInt(LHS->getOperand(0), IntPtrTy);
4084     Value *B = Builder->CreatePtrToInt(RHS->getOperand(0), IntPtrTy);
4085     Value *NewOr = Builder->CreateOr(A, B);
4086     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, NewOr,
4087                         Constant::getNullValue(IntPtrTy));
4088   }
4089   
4090   Value *Val, *Val2;
4091   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4092   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4093   
4094   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) & (icmp2 B, C2).
4095   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val),
4096                          m_ConstantInt(LHSCst))) ||
4097       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2),
4098                          m_ConstantInt(RHSCst))))
4099     return 0;
4100   
4101   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC) {
4102     // (icmp ult A, C) & (icmp ult B, C) --> (icmp ult (A|B), C)
4103     // where C is a power of 2
4104     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULT &&
4105         LHSCst->getValue().isPowerOf2()) {
4106       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
4107       return new ICmpInst(LHSCC, NewOr, LHSCst);
4108     }
4109     
4110     // (icmp eq A, 0) & (icmp eq B, 0) --> (icmp eq (A|B), 0)
4111     if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_EQ && LHSCst->isZero()) {
4112       Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
4113       return new ICmpInst(LHSCC, NewOr, LHSCst);
4114     }
4115   }
4116   
4117   // From here on, we only handle:
4118   //    (icmp1 A, C1) & (icmp2 A, C2) --> something simpler.
4119   if (Val != Val2) return 0;
4120   
4121   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
4122   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4123       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4124       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
4125       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
4126     return 0;
4127   
4128   // We can't fold (ugt x, C) & (sgt x, C2).
4129   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
4130     return 0;
4131     
4132   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4133   bool ShouldSwap;
4134   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
4135       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
4136        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
4137     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4138   else
4139     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4140     
4141   if (ShouldSwap) {
4142     std::swap(LHS, RHS);
4143     std::swap(LHSCst, RHSCst);
4144     std::swap(LHSCC, RHSCC);
4145   }
4146
4147   // At this point, we know we have have two icmp instructions
4148   // comparing a value against two constants and and'ing the result
4149   // together.  Because of the above check, we know that we only have
4150   // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
4151   // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
4152   // are not equal and that the larger constant is on the RHS
4153   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4154
4155   switch (LHSCC) {
4156   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4157   case ICmpInst::ICMP_EQ:
4158     switch (RHSCC) {
4159     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4160     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
4161     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
4162     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
4163       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
4164     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
4165     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
4166     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
4167       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4168     }
4169   case ICmpInst::ICMP_NE:
4170     switch (RHSCC) {
4171     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4172     case ICmpInst::ICMP_ULT:
4173       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
4174         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Val, LHSCst);
4175       break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
4176     case ICmpInst::ICMP_SLT:
4177       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
4178         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Val, LHSCst);
4179       break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
4180     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
4181     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
4182     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
4183       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4184     case ICmpInst::ICMP_NE:
4185       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
4186         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
4187         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
4188         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
4189                             ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
4190       }
4191       break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
4192     }
4193     break;
4194   case ICmpInst::ICMP_ULT:
4195     switch (RHSCC) {
4196     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4197     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
4198     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
4199       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
4200     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
4201       break;
4202     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
4203     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
4204       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4205     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
4206       break;
4207     }
4208     break;
4209   case ICmpInst::ICMP_SLT:
4210     switch (RHSCC) {
4211     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4212     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
4213     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
4214       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
4215     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
4216       break;
4217     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
4218     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
4219       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4220     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
4221       break;
4222     }
4223     break;
4224   case ICmpInst::ICMP_UGT:
4225     switch (RHSCC) {
4226     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4227     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X == 15
4228     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
4229       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4230     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
4231       break;
4232     case ICmpInst::ICMP_NE:
4233       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
4234         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
4235       break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
4236     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) -> (X-14) <u 1
4237       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst),
4238                              RHSCst, false, true, I);
4239     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
4240       break;
4241     }
4242     break;
4243   case ICmpInst::ICMP_SGT:
4244     switch (RHSCC) {
4245     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4246     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
4247     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
4248       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4249     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
4250       break;
4251     case ICmpInst::ICMP_NE:
4252       if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
4253         return new ICmpInst(LHSCC, Val, RHSCst);
4254       break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
4255     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) -> (X-14) s< 1
4256       return InsertRangeTest(Val, AddOne(LHSCst),
4257                              RHSCst, true, true, I);
4258     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
4259       break;
4260     }
4261     break;
4262   }
4263  
4264   return 0;
4265 }
4266
4267 Instruction *InstCombiner::FoldAndOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS,
4268                                           FCmpInst *RHS) {
4269   
4270   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
4271       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD) {
4272     // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
4273     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4274       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4275         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4276         // false.
4277         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4278           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
4279         return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD,
4280                             LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4281       }
4282     
4283     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
4284     // "fcmp ord x,x" is "fcmp ord x, 0".
4285     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
4286         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
4287       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD,
4288                           LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4289     return 0;
4290   }
4291   
4292   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
4293   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
4294   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
4295   
4296   
4297   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4298     // Swap RHS operands to match LHS.
4299     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4300     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4301   }
4302   
4303   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4304     // Simplify (fcmp cc0 x, y) & (fcmp cc1 x, y).
4305     if (Op0CC == Op1CC)
4306       return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC, Op0LHS, Op0RHS);
4307     
4308     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4309       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
4310     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4311       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4312     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4313       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4314     
4315     bool Op0Ordered;
4316     bool Op1Ordered;
4317     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
4318     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
4319     if (Op1Pred == 0) {
4320       std::swap(LHS, RHS);
4321       std::swap(Op0Pred, Op1Pred);
4322       std::swap(Op0Ordered, Op1Ordered);
4323     }
4324     if (Op0Pred == 0) {
4325       // uno && ueq -> uno && (uno || eq) -> ueq
4326       // ord && olt -> ord && (ord && lt) -> olt
4327       if (Op0Ordered == Op1Ordered)
4328         return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4329       
4330       // uno && oeq -> uno && (ord && eq) -> false
4331       // uno && ord -> false
4332       if (!Op0Ordered)
4333         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
4334       // ord && ueq -> ord && (uno || eq) -> oeq
4335       return cast<Instruction>(getFCmpValue(true, Op1Pred,
4336                                             Op0LHS, Op0RHS, Context));
4337     }
4338   }
4339
4340   return 0;
4341 }
4342
4343
4344 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
4345   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4346   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4347
4348   if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, TD))
4349     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
4350
4351   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4352   // purpose is to compute bits we don't care about.
4353   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
4354     return &I;
4355   
4356
4357   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4358     const APInt &AndRHSMask = AndRHS->getValue();
4359     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
4360
4361     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
4362     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4363       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
4364       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
4365       switch (Op0I->getOpcode()) {
4366       default: break;
4367       case Instruction::Xor:
4368       case Instruction::Or:
4369         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
4370         if (!Op0I->hasOneUse()) break;
4371           
4372         if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
4373           // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
4374           Value *NewRHS = Builder->CreateAnd(Op0RHS, AndRHS,
4375                                              Op0RHS->getName()+".masked");
4376           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
4377         }
4378         if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
4379             MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
4380           // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
4381           Value *NewLHS = Builder->CreateAnd(Op0LHS, AndRHS,
4382                                              Op0LHS->getName()+".masked");
4383           return BinaryOperator::Create(Op0I->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
4384         }
4385
4386         break;
4387       case Instruction::Add:
4388         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
4389         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4390         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4391         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
4392           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
4393         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
4394           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
4395         break;
4396
4397       case Instruction::Sub:
4398         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
4399         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4400         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
4401         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
4402           return BinaryOperator::CreateAnd(V, AndRHS);
4403
4404         // (A - N) & AndRHS -> -N & AndRHS iff A&AndRHS==0 and AndRHS
4405         // has 1's for all bits that the subtraction with A might affect.
4406         if (Op0I->hasOneUse()) {
4407           uint32_t BitWidth = AndRHSMask.getBitWidth();
4408           uint32_t Zeros = AndRHSMask.countLeadingZeros();
4409           APInt Mask = APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - Zeros);
4410
4411           ConstantInt *A = dyn_cast<ConstantInt>(Op0LHS);
4412           if (!(A && A->isZero()) &&               // avoid infinite recursion.
4413               MaskedValueIsZero(Op0LHS, Mask)) {
4414             Value *NewNeg = Builder->CreateNeg(Op0RHS);
4415             return BinaryOperator::CreateAnd(NewNeg, AndRHS);
4416           }
4417         }
4418         break;
4419
4420       case Instruction::Shl:
4421       case Instruction::LShr:
4422         // (1 << x) & 1 --> zext(x == 0)
4423         // (1 >> x) & 1 --> zext(x == 0)
4424         if (AndRHSMask == 1 && Op0LHS == AndRHS) {
4425           Value *NewICmp =
4426             Builder->CreateICmpEQ(Op0RHS, Constant::getNullValue(I.getType()));
4427           return new ZExtInst(NewICmp, I.getType());
4428         }
4429         break;
4430       }
4431
4432       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
4433         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
4434           return Res;
4435     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4436       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
4437       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
4438       // frequently occurs for bitfield accesses.
4439       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
4440         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
4441             CastOp->getNumOperands() == 2)
4442           if (ConstantInt *AndCI =dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1))){
4443             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
4444               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
4445               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
4446               // This will fold the two constants together, which may allow 
4447               // other simplifications.
4448               Value *NewCast = Builder->CreateTruncOrBitCast(
4449                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
4450                 CastOp->getName()+".shrunk");
4451               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
4452               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
4453               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
4454               return BinaryOperator::CreateAnd(NewCast, C3);
4455             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
4456               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
4457               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
4458               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
4459               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)
4460                 // trunc(C1)&C2
4461                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
4462             }
4463           }
4464       }
4465     }
4466
4467     // Try to fold constant and into select arguments.
4468     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4469       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4470         return R;
4471     if (isa<PHINode>(Op0))
4472       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4473         return NV;
4474   }
4475
4476
4477   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
4478   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
4479     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
4480       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
4481         Value *Or = Builder->CreateOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
4482                                       I.getName()+".demorgan");
4483         return BinaryOperator::CreateNot(Or);
4484       }
4485
4486   {
4487     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
4488     // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
4489     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4490         match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
4491         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
4492       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4493     
4494     // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
4495     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4496         match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) &&
4497         ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)))
4498       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
4499     
4500     if (Op0->hasOneUse() &&
4501         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4502       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
4503         I.swapOperands();     // Simplify below
4504         std::swap(Op0, Op1);
4505       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
4506         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
4507         I.swapOperands();     // Simplify below
4508         std::swap(Op0, Op1);
4509       }
4510     }
4511
4512     if (Op1->hasOneUse() &&
4513         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4514       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
4515         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
4516         std::swap(A, B);
4517       }
4518       if (A == Op0)                                // A&(A^B) -> A & ~B
4519         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(B, "tmp"));
4520     }
4521
4522     // (A&((~A)|B)) -> A&B
4523     if (match(Op0, m_Or(m_Not(m_Specific(Op1)), m_Value(A))) ||
4524         match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op1)))))
4525       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op1);
4526     if (match(Op1, m_Or(m_Not(m_Specific(Op0)), m_Value(A))) ||
4527         match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Not(m_Specific(Op0)))))
4528       return BinaryOperator::CreateAnd(A, Op0);
4529   }
4530   
4531   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
4532     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4533     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4534       return R;
4535
4536     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4537       if (Instruction *Res = FoldAndOfICmps(I, LHS, RHS))
4538         return Res;
4539   }
4540
4541   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
4542   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
4543     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4544       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
4545         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4546         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
4547             SrcTy->isIntOrIntVector() &&
4548             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4549             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4550                               I.getType(), TD) &&
4551             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4552                               I.getType(), TD)) {
4553           Value *NewOp = Builder->CreateAnd(Op0C->getOperand(0),
4554                                             Op1C->getOperand(0), I.getName());
4555           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4556         }
4557       }
4558     
4559   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
4560   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4561     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4562       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4563           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4564           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4565         Value *NewOp =
4566           Builder->CreateAnd(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
4567                              SI0->getName());
4568         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4569                                       SI1->getOperand(1));
4570       }
4571   }
4572
4573   // If and'ing two fcmp, try combine them into one.
4574   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4575     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
4576       if (Instruction *Res = FoldAndOfFCmps(I, LHS, RHS))
4577         return Res;
4578   }
4579
4580   return Changed ? &I : 0;
4581 }
4582
4583 /// CollectBSwapParts - Analyze the specified subexpression and see if it is
4584 /// capable of providing pieces of a bswap.  The subexpression provides pieces
4585 /// of a bswap if it is proven that each of the non-zero bytes in the output of
4586 /// the expression came from the corresponding "byte swapped" byte in some other
4587 /// value.  For example, if the current subexpression is "(shl i32 %X, 24)" then
4588 /// we know that the expression deposits the low byte of %X into the high byte
4589 /// of the bswap result and that all other bytes are zero.  This expression is
4590 /// accepted, the high byte of ByteValues is set to X to indicate a correct
4591 /// match.
4592 ///
4593 /// This function returns true if the match was unsuccessful and false if so.
4594 /// On entry to the function the "OverallLeftShift" is a signed integer value
4595 /// indicating the number of bytes that the subexpression is later shifted.  For
4596 /// example, if the expression is later right shifted by 16 bits, the
4597 /// OverallLeftShift value would be -2 on entry.  This is used to specify which
4598 /// byte of ByteValues is actually being set.
4599 ///
4600 /// Similarly, ByteMask is a bitmask where a bit is clear if its corresponding
4601 /// byte is masked to zero by a user.  For example, in (X & 255), X will be
4602 /// processed with a bytemask of 1.  Because bytemask is 32-bits, this limits
4603 /// this function to working on up to 32-byte (256 bit) values.  ByteMask is
4604 /// always in the local (OverallLeftShift) coordinate space.
4605 ///
4606 static bool CollectBSwapParts(Value *V, int OverallLeftShift, uint32_t ByteMask,
4607                               SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
4608   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
4609     // If this is an or instruction, it may be an inner node of the bswap.
4610     if (I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4611       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask,
4612                                ByteValues) ||
4613              CollectBSwapParts(I->getOperand(1), OverallLeftShift, ByteMask,
4614                                ByteValues);
4615     }
4616   
4617     // If this is a logical shift by a constant multiple of 8, recurse with
4618     // OverallLeftShift and ByteMask adjusted.
4619     if (I->isLogicalShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4620       unsigned ShAmt = 
4621         cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(~0U);
4622       // Ensure the shift amount is defined and of a byte value.
4623       if ((ShAmt & 7) || (ShAmt > 8*ByteValues.size()))
4624         return true;
4625
4626       unsigned ByteShift = ShAmt >> 3;
4627       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
4628         // X << 2 -> collect(X, +2)
4629         OverallLeftShift += ByteShift;
4630         ByteMask >>= ByteShift;
4631       } else {
4632         // X >>u 2 -> collect(X, -2)
4633         OverallLeftShift -= ByteShift;
4634         ByteMask <<= ByteShift;
4635         ByteMask &= (~0U >> (32-ByteValues.size()));
4636       }
4637
4638       if (OverallLeftShift >= (int)ByteValues.size()) return true;
4639       if (OverallLeftShift <= -(int)ByteValues.size()) return true;
4640
4641       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4642                                ByteValues);
4643     }
4644
4645     // If this is a logical 'and' with a mask that clears bytes, clear the
4646     // corresponding bytes in ByteMask.
4647     if (I->getOpcode() == Instruction::And &&
4648         isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4649       // Scan every byte of the and mask, seeing if the byte is either 0 or 255.
4650       unsigned NumBytes = ByteValues.size();
4651       APInt Byte(I->getType()->getPrimitiveSizeInBits(), 255);
4652       const APInt &AndMask = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
4653       
4654       for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i, Byte <<= 8) {
4655         // If this byte is masked out by a later operation, we don't care what
4656         // the and mask is.
4657         if ((ByteMask & (1 << i)) == 0)
4658           continue;
4659         
4660         // If the AndMask is all zeros for this byte, clear the bit.
4661         APInt MaskB = AndMask & Byte;
4662         if (MaskB == 0) {
4663           ByteMask &= ~(1U << i);
4664           continue;
4665         }
4666         
4667         // If the AndMask is not all ones for this byte, it's not a bytezap.
4668         if (MaskB != Byte)
4669           return true;
4670
4671         // Otherwise, this byte is kept.
4672       }
4673
4674       return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), OverallLeftShift, ByteMask, 
4675                                ByteValues);
4676     }
4677   }
4678   
4679   // Okay, we got to something that isn't a shift, 'or' or 'and'.  This must be
4680   // the input value to the bswap.  Some observations: 1) if more than one byte
4681   // is demanded from this input, then it could not be successfully assembled
4682   // into a byteswap.  At least one of the two bytes would not be aligned with
4683   // their ultimate destination.
4684   if (!isPowerOf2_32(ByteMask)) return true;
4685   unsigned InputByteNo = CountTrailingZeros_32(ByteMask);
4686   
4687   // 2) The input and ultimate destinations must line up: if byte 3 of an i32
4688   // is demanded, it needs to go into byte 0 of the result.  This means that the
4689   // byte needs to be shifted until it lands in the right byte bucket.  The
4690   // shift amount depends on the position: if the byte is coming from the high
4691   // part of the value (e.g. byte 3) then it must be shifted right.  If from the
4692   // low part, it must be shifted left.
4693   unsigned DestByteNo = InputByteNo + OverallLeftShift;
4694   if (InputByteNo < ByteValues.size()/2) {
4695     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4696       return true;
4697   } else {
4698     if (ByteValues.size()-1-DestByteNo != InputByteNo)
4699       return true;
4700   }
4701   
4702   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
4703   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
4704   if (ByteValues[DestByteNo] && ByteValues[DestByteNo] != V)
4705     return true;
4706   ByteValues[DestByteNo] = V;
4707   return false;
4708 }
4709
4710 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
4711 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
4712 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
4713   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
4714   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16 || 
4715       // ByteMask only allows up to 32-byte values.
4716       ITy->getBitWidth() > 32*8) 
4717     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
4718   
4719   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
4720   /// defines each byte.
4721   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
4722   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
4723     
4724   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
4725   uint32_t ByteMask = ~0U >> (32-ByteValues.size());
4726   if (CollectBSwapParts(&I, 0, ByteMask, ByteValues))
4727     return 0;
4728   
4729   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
4730   Value *V = ByteValues[0];
4731   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
4732   
4733   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
4734   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
4735     if (ByteValues[i] != V)
4736       return 0;
4737   const Type *Tys[] = { ITy };
4738   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
4739   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
4740   return CallInst::Create(F, V);
4741 }
4742
4743 /// MatchSelectFromAndOr - We have an expression of the form (A&C)|(B&D).  Check
4744 /// If A is (cond?-1:0) and either B or D is ~(cond?-1,0) or (cond?0,-1), then
4745 /// we can simplify this expression to "cond ? C : D or B".
4746 static Instruction *MatchSelectFromAndOr(Value *A, Value *B,
4747                                          Value *C, Value *D,
4748                                          LLVMContext *Context) {
4749   // If A is not a select of -1/0, this cannot match.
4750   Value *Cond = 0;
4751   if (!match(A, m_SelectCst<-1, 0>(m_Value(Cond))))
4752     return 0;
4753
4754   // ((cond?-1:0)&C) | (B&(cond?0:-1)) -> cond ? C : B.
4755   if (match(D, m_SelectCst<0, -1>(m_Specific(Cond))))
4756     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4757   if (match(D, m_Not(m_SelectCst<-1, 0>(m_Specific(Cond)))))
4758     return SelectInst::Create(Cond, C, B);
4759   // ((cond?-1:0)&C) | ((cond?0:-1)&D) -> cond ? C : D.
4760   if (match(B, m_SelectCst<0, -1>(m_Specific(Cond))))
4761     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4762   if (match(B, m_Not(m_SelectCst<-1, 0>(m_Specific(Cond)))))
4763     return SelectInst::Create(Cond, C, D);
4764   return 0;
4765 }
4766
4767 /// FoldOrOfICmps - Fold (icmp)|(icmp) if possible.
4768 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfICmps(Instruction &I,
4769                                          ICmpInst *LHS, ICmpInst *RHS) {
4770   // (icmp ne A, null) | (icmp ne B, null) -->
4771   //     (icmp ne (ptrtoint(A)|ptrtoint(B)), 0)
4772   if (TD &&
4773       LHS->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE &&
4774       RHS->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE &&
4775       isa<ConstantPointerNull>(LHS->getOperand(1)) &&
4776       isa<ConstantPointerNull>(RHS->getOperand(1))) {
4777     const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(I.getContext());
4778     Value *A = Builder->CreatePtrToInt(LHS->getOperand(0), IntPtrTy);
4779     Value *B = Builder->CreatePtrToInt(RHS->getOperand(0), IntPtrTy);
4780     Value *NewOr = Builder->CreateOr(A, B);
4781     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, NewOr,
4782                         Constant::getNullValue(IntPtrTy));
4783   }
4784   
4785   Value *Val, *Val2;
4786   ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4787   ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4788   
4789   // This only handles icmp of constants: (icmp1 A, C1) | (icmp2 B, C2).
4790   if (!match(LHS, m_ICmp(LHSCC, m_Value(Val), m_ConstantInt(LHSCst))) ||
4791       !match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(Val2), m_ConstantInt(RHSCst))))
4792     return 0;
4793
4794   
4795   // (icmp ne A, 0) | (icmp ne B, 0) --> (icmp ne (A|B), 0)
4796   if (LHSCst == RHSCst && LHSCC == RHSCC &&
4797       LHSCC == ICmpInst::ICMP_NE && LHSCst->isZero()) {
4798     Value *NewOr = Builder->CreateOr(Val, Val2);
4799     return new ICmpInst(LHSCC, NewOr, LHSCst);
4800   }
4801   
4802   // From here on, we only handle:
4803   //    (icmp1 A, C1) | (icmp2 A, C2) --> something simpler.
4804   if (Val != Val2) return 0;
4805   
4806   // ICMP_[US][GL]E X, CST is folded to ICMP_[US][GL]T elsewhere.
4807   if (LHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4808       RHSCC == ICmpInst::ICMP_UGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_ULE ||
4809       LHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || LHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE ||
4810       RHSCC == ICmpInst::ICMP_SGE || RHSCC == ICmpInst::ICMP_SLE)
4811     return 0;
4812   
4813   // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4814   if (!PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC))
4815     return 0;
4816   
4817   // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4818   bool ShouldSwap;
4819   if (CmpInst::isSigned(LHSCC) ||
4820       (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
4821        CmpInst::isSigned(RHSCC)))
4822     ShouldSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4823   else
4824     ShouldSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4825   
4826   if (ShouldSwap) {
4827     std::swap(LHS, RHS);
4828     std::swap(LHSCst, RHSCst);
4829     std::swap(LHSCC, RHSCC);
4830   }
4831   
4832   // At this point, we know we have have two icmp instructions
4833   // comparing a value against two constants and or'ing the result
4834   // together.  Because of the above check, we know that we only have
4835   // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4836   // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4837   // equal.
4838   assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4839
4840   switch (LHSCC) {
4841   default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4842   case ICmpInst::ICMP_EQ:
4843     switch (RHSCC) {
4844     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4845     case ICmpInst::ICMP_EQ:
4846       if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {
4847         // (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4848         Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
4849         Value *Add = Builder->CreateAdd(Val, AddCST, Val->getName()+".off");
4850         AddCST = ConstantExpr::getSub(AddOne(RHSCst), LHSCst);
4851         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4852       }
4853       break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4854     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4855     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4856       break;
4857     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4858     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4859     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4860       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4861     }
4862     break;
4863   case ICmpInst::ICMP_NE:
4864     switch (RHSCC) {
4865     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4866     case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4867     case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4868     case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4869       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4870     case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4871     case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4872     case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4873       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
4874     }
4875     break;
4876   case ICmpInst::ICMP_ULT:
4877     switch (RHSCC) {
4878     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4879     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4880       break;
4881     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) -> (X-13) u> 2
4882       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4883       // this can cause overflow.
4884       if (RHSCst->isMaxValue(false))
4885         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4886       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst),
4887                              false, false, I);
4888     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4889       break;
4890     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4891     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4892       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4893     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4894       break;
4895     }
4896     break;
4897   case ICmpInst::ICMP_SLT:
4898     switch (RHSCC) {
4899     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4900     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4901       break;
4902     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) -> (X-13) s> 2
4903       // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4904       // this can cause overflow.
4905       if (RHSCst->isMaxValue(true))
4906         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4907       return InsertRangeTest(Val, LHSCst, AddOne(RHSCst),
4908                              true, false, I);
4909     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4910       break;
4911     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4912     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4913       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4914     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4915       break;
4916     }
4917     break;
4918   case ICmpInst::ICMP_UGT:
4919     switch (RHSCC) {
4920     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4921     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4922     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4923       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4924     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4925       break;
4926     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4927     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4928       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
4929     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4930       break;
4931     }
4932     break;
4933   case ICmpInst::ICMP_SGT:
4934     switch (RHSCC) {
4935     default: llvm_unreachable("Unknown integer condition code!");
4936     case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4937     case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4938       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4939     case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4940       break;
4941     case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4942     case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4943       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
4944     case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4945       break;
4946     }
4947     break;
4948   }
4949   return 0;
4950 }
4951
4952 Instruction *InstCombiner::FoldOrOfFCmps(Instruction &I, FCmpInst *LHS,
4953                                          FCmpInst *RHS) {
4954   if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4955       RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO && 
4956       LHS->getOperand(0)->getType() == RHS->getOperand(0)->getType()) {
4957     if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4958       if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4959         // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4960         // true.
4961         if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4962           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
4963         
4964         // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4965         // rest.
4966         return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO,
4967                             LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4968       }
4969     
4970     // Handle vector zeros.  This occurs because the canonical form of
4971     // "fcmp uno x,x" is "fcmp uno x, 0".
4972     if (isa<ConstantAggregateZero>(LHS->getOperand(1)) &&
4973         isa<ConstantAggregateZero>(RHS->getOperand(1)))
4974       return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO,
4975                           LHS->getOperand(0), RHS->getOperand(0));
4976     
4977     return 0;
4978   }
4979   
4980   Value *Op0LHS = LHS->getOperand(0), *Op0RHS = LHS->getOperand(1);
4981   Value *Op1LHS = RHS->getOperand(0), *Op1RHS = RHS->getOperand(1);
4982   FCmpInst::Predicate Op0CC = LHS->getPredicate(), Op1CC = RHS->getPredicate();
4983   
4984   if (Op0LHS == Op1RHS && Op0RHS == Op1LHS) {
4985     // Swap RHS operands to match LHS.
4986     Op1CC = FCmpInst::getSwappedPredicate(Op1CC);
4987     std::swap(Op1LHS, Op1RHS);
4988   }
4989   if (Op0LHS == Op1LHS && Op0RHS == Op1RHS) {
4990     // Simplify (fcmp cc0 x, y) | (fcmp cc1 x, y).
4991     if (Op0CC == Op1CC)
4992       return new FCmpInst((FCmpInst::Predicate)Op0CC,
4993                           Op0LHS, Op0RHS);
4994     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_TRUE || Op1CC == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4995       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
4996     if (Op0CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4997       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4998     if (Op1CC == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4999       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
5000     bool Op0Ordered;
5001     bool Op1Ordered;
5002     unsigned Op0Pred = getFCmpCode(Op0CC, Op0Ordered);
5003     unsigned Op1Pred = getFCmpCode(Op1CC, Op1Ordered);
5004     if (Op0Ordered == Op1Ordered) {
5005       // If both are ordered or unordered, return a new fcmp with
5006       // or'ed predicates.
5007       Value *RV = getFCmpValue(Op0Ordered, Op0Pred|Op1Pred,
5008                                Op0LHS, Op0RHS, Context);
5009       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
5010         return I;
5011       // Otherwise, it's a constant boolean value...
5012       return ReplaceInstUsesWith(I, RV);
5013     }
5014   }
5015   return 0;
5016 }
5017
5018 /// FoldOrWithConstants - This helper function folds:
5019 ///
5020 ///     ((A | B) & C1) | (B & C2)
5021 ///
5022 /// into:
5023 /// 
5024 ///     (A & C1) | B
5025 ///
5026 /// when the XOR of the two constants is "all ones" (-1).
5027 Instruction *InstCombiner::FoldOrWithConstants(BinaryOperator &I, Value *Op,
5028                                                Value *A, Value *B, Value *C) {
5029   ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
5030   if (!CI1) return 0;
5031
5032   Value *V1 = 0;
5033   ConstantInt *CI2 = 0;
5034   if (!match(Op, m_And(m_Value(V1), m_ConstantInt(CI2)))) return 0;
5035
5036   APInt Xor = CI1->getValue() ^ CI2->getValue();
5037   if (!Xor.isAllOnesValue()) return 0;
5038
5039   if (V1 == A || V1 == B) {
5040     Value *NewOp = Builder->CreateAnd((V1 == A) ? B : A, CI1);
5041     return BinaryOperator::CreateOr(NewOp, V1);
5042   }
5043
5044   return 0;
5045 }
5046
5047 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
5048   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
5049   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5050
5051   if (Value *V = SimplifyOrInst(Op0, Op1, TD))
5052     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
5053   
5054   
5055   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
5056   // purpose is to compute bits we don't care about.
5057   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
5058     return &I;
5059
5060   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5061     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
5062     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
5063     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
5064         isOnlyUse(Op0)) {
5065       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
5066       Or->takeName(Op0);
5067       return BinaryOperator::CreateAnd(Or, 
5068                ConstantInt::get(*Context, RHS->getValue() | C1->getValue()));
5069     }
5070
5071     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
5072     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) &&
5073         isOnlyUse(Op0)) {
5074       Value *Or = Builder->CreateOr(X, RHS);
5075       Or->takeName(Op0);
5076       return BinaryOperator::CreateXor(Or,
5077                  ConstantInt::get(*Context, C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
5078     }
5079
5080     // Try to fold constant and into select arguments.
5081     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
5082       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
5083         return R;
5084     if (isa<PHINode>(Op0))
5085       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5086         return NV;
5087   }
5088
5089   Value *A = 0, *B = 0;
5090   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
5091
5092   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
5093   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
5094   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
5095       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
5096       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
5097        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
5098     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
5099       return BSwap;
5100   }
5101   
5102   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
5103   if (Op0->hasOneUse() &&
5104       match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
5105       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
5106     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op1);
5107     NOr->takeName(Op0);
5108     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
5109   }
5110
5111   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
5112   if (Op1->hasOneUse() &&
5113       match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
5114       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
5115     Value *NOr = Builder->CreateOr(A, Op0);
5116     NOr->takeName(Op0);
5117     return BinaryOperator::CreateXor(NOr, C1);
5118   }
5119
5120   // (A & C)|(B & D)
5121   Value *C = 0, *D = 0;
5122   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
5123       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
5124     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
5125     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
5126     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
5127     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
5128       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
5129       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
5130       // replace with V+N.
5131       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
5132         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
5133             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
5134           // Add commutes, try both ways.
5135           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
5136             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
5137           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
5138             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
5139         }
5140         // Or commutes, try both ways.
5141         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
5142             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
5143           // Add commutes, try both ways.
5144           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
5145             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
5146           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
5147             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
5148         }
5149       }
5150       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
5151     }
5152     
5153     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
5154     // terms for V1 & (V2|V3).
5155     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
5156       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
5157         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
5158       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
5159         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
5160       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
5161         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
5162       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
5163         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
5164       
5165       if (V1) {
5166         Value *Or = Builder->CreateOr(V2, V3, "tmp");
5167         return BinaryOperator::CreateAnd(V1, Or);
5168       }
5169     }
5170
5171     // (A & (C0?-1:0)) | (B & ~(C0?-1:0)) ->  C0 ? A : B, and commuted variants
5172     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(A, B, C, D, Context))
5173       return Match;
5174     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(B, A, D, C, Context))
5175       return Match;
5176     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(C, B, A, D, Context))
5177       return Match;
5178     if (Instruction *Match = MatchSelectFromAndOr(D, A, B, C, Context))
5179       return Match;
5180
5181     // ((A&~B)|(~A&B)) -> A^B
5182     if ((match(C, m_Not(m_Specific(D))) &&
5183          match(B, m_Not(m_Specific(A)))))
5184       return BinaryOperator::CreateXor(A, D);
5185     // ((~B&A)|(~A&B)) -> A^B
5186     if ((match(A, m_Not(m_Specific(D))) &&
5187          match(B, m_Not(m_Specific(C)))))
5188       return BinaryOperator::CreateXor(C, D);
5189     // ((A&~B)|(B&~A)) -> A^B
5190     if ((match(C, m_Not(m_Specific(B))) &&
5191          match(D, m_Not(m_Specific(A)))))
5192       return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5193     // ((~B&A)|(B&~A)) -> A^B
5194     if ((match(A, m_Not(m_Specific(B))) &&
5195          match(D, m_Not(m_Specific(C)))))
5196       return BinaryOperator::CreateXor(C, B);
5197   }
5198   
5199   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
5200   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
5201     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
5202       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
5203           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
5204           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
5205         Value *NewOp = Builder->CreateOr(SI0->getOperand(0), SI1->getOperand(0),
5206                                          SI0->getName());
5207         return BinaryOperator::Create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
5208                                       SI1->getOperand(1));
5209       }
5210   }
5211
5212   // ((A|B)&1)|(B&-2) -> (A&1) | B
5213   if (match(Op0, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C))) ||
5214       match(Op0, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
5215     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op1, A, B, C);
5216     if (Ret) return Ret;
5217   }
5218   // (B&-2)|((A|B)&1) -> (A&1) | B
5219   if (match(Op1, m_And(m_Or(m_Value(A), m_Value(B)), m_Value(C))) ||
5220       match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))) {
5221     Instruction *Ret = FoldOrWithConstants(I, Op0, A, B, C);
5222     if (Ret) return Ret;
5223   }
5224
5225   // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
5226   if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0))
5227     if (Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1))
5228       if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse()) {
5229         Value *And = Builder->CreateAnd(Op0NotVal, Op1NotVal,
5230                                         I.getName()+".demorgan");
5231         return BinaryOperator::CreateNot(And);
5232       }
5233
5234   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
5235   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
5236     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
5237       return R;
5238
5239     if (ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(0)))
5240       if (Instruction *Res = FoldOrOfICmps(I, LHS, RHS))
5241         return Res;
5242   }
5243     
5244   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
5245   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5246     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
5247       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
5248         if (!isa<ICmpInst>(Op0C->getOperand(0)) ||
5249             !isa<ICmpInst>(Op1C->getOperand(0))) {
5250           const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
5251           if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() &&
5252               SrcTy->isIntOrIntVector() &&
5253               // Only do this if the casts both really cause code to be
5254               // generated.
5255               ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
5256                                 I.getType(), TD) &&
5257               ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
5258                                 I.getType(), TD)) {
5259             Value *NewOp = Builder->CreateOr(Op0C->getOperand(0),
5260                                              Op1C->getOperand(0), I.getName());
5261             return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
5262           }
5263         }
5264       }
5265   }
5266   
5267     
5268   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
5269   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
5270     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1)))
5271       if (Instruction *Res = FoldOrOfFCmps(I, LHS, RHS))
5272         return Res;
5273   }
5274
5275   return Changed ? &I : 0;
5276 }
5277
5278 namespace {
5279
5280 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
5281 struct XorSelf {
5282   Value *RHS;
5283   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
5284   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
5285   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
5286     return &Xor;
5287   }
5288 };
5289
5290 }
5291
5292 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
5293   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
5294   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5295
5296   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
5297     if (isa<UndefValue>(Op0))
5298       // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
5299       // idiom (misuse).
5300       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
5301     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
5302   }
5303
5304   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
5305   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
5306     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
5307     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
5308   }
5309   
5310   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
5311   // purpose is to compute bits we don't care about.
5312   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
5313     return &I;
5314   if (isa<VectorType>(I.getType()))
5315     if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1))
5316       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
5317
5318   // Is this a ~ operation?
5319   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
5320     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
5321       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
5322           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
5323         // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
5324         // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
5325         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1)))
5326           Op0I->swapOperands();
5327         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
5328           Value *NotY =
5329             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1),
5330                                Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
5331           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
5332             return BinaryOperator::CreateOr(Op0NotVal, NotY);
5333           return BinaryOperator::CreateAnd(Op0NotVal, NotY);
5334         }
5335         
5336         // ~(X & Y) --> (~X | ~Y) - De Morgan's Law
5337         // ~(X | Y) === (~X & ~Y) - De Morgan's Law
5338         if (isFreeToInvert(Op0I->getOperand(0)) && 
5339             isFreeToInvert(Op0I->getOperand(1))) {
5340           Value *NotX =
5341             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(0), "notlhs");
5342           Value *NotY =
5343             Builder->CreateNot(Op0I->getOperand(1), "notrhs");
5344           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
5345             return BinaryOperator::CreateOr(NotX, NotY);
5346           return BinaryOperator::CreateAnd(NotX, NotY);
5347         }
5348       }
5349     }
5350   }
5351   
5352   
5353   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
5354     if (RHS->isOne() && Op0->hasOneUse()) {
5355       // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
5356       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
5357         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
5358                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
5359
5360       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
5361         return new FCmpInst(FCI->getInversePredicate(),
5362                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
5363     }
5364
5365     // fold (xor(zext(cmp)), 1) and (xor(sext(cmp)), -1) to ext(!cmp).
5366     if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5367       if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(Op0C->getOperand(0))) {
5368         if (CI->hasOneUse() && Op0C->hasOneUse()) {
5369           Instruction::CastOps Opcode = Op0C->getOpcode();
5370           if ((Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) &&
5371               (RHS == ConstantExpr::getCast(Opcode, 
5372                                             ConstantInt::getTrue(*Context),
5373                                             Op0C->getDestTy()))) {
5374             CI->setPredicate(CI->getInversePredicate());
5375             return CastInst::Create(Opcode, CI, Op0C->getType());
5376           }
5377         }
5378       }
5379     }
5380
5381     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
5382       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
5383       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
5384         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
5385           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
5386           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
5387                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1));
5388           return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
5389         }
5390           
5391       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
5392         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
5393           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
5394           if (RHS->isAllOnesValue()) {
5395             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
5396             return BinaryOperator::CreateSub(
5397                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
5398                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
5399                                       Op0I->getOperand(0));
5400           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
5401             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
5402             Constant *C = ConstantInt::get(*Context,
5403                                            RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
5404             return BinaryOperator::CreateAdd(Op0I->getOperand(0), C);
5405
5406           }
5407         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
5408           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
5409           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
5410             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
5411             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
5412             // NewRHS.
5413             Constant *CommonBits = ConstantExpr::getAnd(Op0CI, RHS);
5414             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
5415                                        ConstantExpr::getNot(CommonBits));
5416             Worklist.Add(Op0I);
5417             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
5418             I.setOperand(1, NewRHS);
5419             return &I;
5420           }
5421         }
5422       }
5423     }
5424
5425     // Try to fold constant and into select arguments.
5426     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
5427       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
5428         return R;
5429     if (isa<PHINode>(Op0))
5430       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5431         return NV;
5432   }
5433
5434   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
5435     if (X == Op1)
5436       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
5437
5438   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
5439     if (X == Op0)
5440       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
5441
5442   
5443   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
5444   if (Op1I) {
5445     Value *A, *B;
5446     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5447       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
5448         Op1I->swapOperands();
5449         I.swapOperands();
5450         std::swap(Op0, Op1);
5451       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
5452         I.swapOperands();     // Simplified below.
5453         std::swap(Op0, Op1);
5454       }
5455     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Specific(Op0), m_Value(B)))) {
5456       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // A^(A^B) == B
5457     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op0)))) {
5458       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // A^(B^A) == B
5459     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
5460                Op1I->hasOneUse()){
5461       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
5462         Op1I->swapOperands();
5463         std::swap(A, B);
5464       }
5465       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
5466         I.swapOperands();     // Simplified below.
5467         std::swap(Op0, Op1);
5468       }
5469     }
5470   }
5471   
5472   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
5473   if (Op0I) {
5474     Value *A, *B;
5475     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5476         Op0I->hasOneUse()) {
5477       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
5478         std::swap(A, B);
5479       if (B == Op1)                                  // (A|B)^B == A & ~B
5480         return BinaryOperator::CreateAnd(A, Builder->CreateNot(Op1, "tmp"));
5481     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Specific(Op1), m_Value(B)))) {
5482       return ReplaceInstUsesWith(I, B);                      // (A^B)^A == B
5483     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Specific(Op1)))) {
5484       return ReplaceInstUsesWith(I, A);                      // (B^A)^A == B
5485     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
5486                Op0I->hasOneUse()){
5487       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
5488         std::swap(A, B);
5489       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
5490           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
5491         return BinaryOperator::CreateAnd(Builder->CreateNot(A, "tmp"), Op1);
5492       }
5493     }
5494   }
5495   
5496   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
5497   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
5498       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
5499       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
5500       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
5501     Value *NewOp =
5502       Builder->CreateXor(Op0I->getOperand(0), Op1I->getOperand(0),
5503                          Op0I->getName());
5504     return BinaryOperator::Create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
5505                                   Op1I->getOperand(1));
5506   }
5507     
5508   if (Op0I && Op1I) {
5509     Value *A, *B, *C, *D;
5510     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
5511     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5512         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5513       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5514         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5515     }
5516     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
5517     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5518         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5519       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
5520         return BinaryOperator::CreateXor(A, B);
5521     }
5522     
5523     // (A & B)^(C & D)
5524     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
5525         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5526         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5527       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
5528       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5529       if (A == C)
5530         X = A, Y = B, Z = D;
5531       else if (A == D)
5532         X = A, Y = B, Z = C;
5533       else if (B == C)
5534         X = B, Y = A, Z = D;
5535       else if (B == D)
5536         X = B, Y = A, Z = C;
5537       
5538       if (X) {
5539         Value *NewOp = Builder->CreateXor(Y, Z, Op0->getName());
5540         return BinaryOperator::CreateAnd(NewOp, X);
5541       }
5542     }
5543   }
5544     
5545   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
5546   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
5547     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
5548       return R;
5549
5550   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
5551   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
5552     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
5553       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
5554         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
5555         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
5556             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
5557             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
5558                               I.getType(), TD) &&
5559             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
5560                               I.getType(), TD)) {
5561           Value *NewOp = Builder->CreateXor(Op0C->getOperand(0),
5562                                             Op1C->getOperand(0), I.getName());
5563           return CastInst::Create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
5564         }
5565       }
5566   }
5567
5568   return Changed ? &I : 0;
5569 }
5570
5571 static ConstantInt *ExtractElement(Constant *V, Constant *Idx,
5572                                    LLVMContext *Context) {
5573   return cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getExtractElement(V, Idx));
5574 }
5575
5576 static bool HasAddOverflow(ConstantInt *Result,
5577                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
5578                            bool IsSigned) {
5579   if (IsSigned)
5580     if (In2->getValue().isNegative())
5581       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5582     else
5583       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5584   else
5585     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
5586 }
5587
5588 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
5589 /// overflowed for this type.
5590 static bool AddWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
5591                             Constant *In2, LLVMContext *Context,
5592                             bool IsSigned = false) {
5593   Result = ConstantExpr::getAdd(In1, In2);
5594
5595   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
5596     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
5597       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), i);
5598       if (HasAddOverflow(ExtractElement(Result, Idx, Context),
5599                          ExtractElement(In1, Idx, Context),
5600                          ExtractElement(In2, Idx, Context),
5601                          IsSigned))
5602         return true;
5603     }
5604     return false;
5605   }
5606
5607   return HasAddOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
5608                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
5609                         IsSigned);
5610 }
5611
5612 static bool HasSubOverflow(ConstantInt *Result,
5613                            ConstantInt *In1, ConstantInt *In2,
5614                            bool IsSigned) {
5615   if (IsSigned)
5616     if (In2->getValue().isNegative())
5617       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
5618     else
5619       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
5620   else
5621     return Result->getValue().ugt(In1->getValue());
5622 }
5623
5624 /// SubWithOverflow - Compute Result = In1-In2, returning true if the result
5625 /// overflowed for this type.
5626 static bool SubWithOverflow(Constant *&Result, Constant *In1,
5627                             Constant *In2, LLVMContext *Context,
5628                             bool IsSigned = false) {
5629   Result = ConstantExpr::getSub(In1, In2);
5630
5631   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(In1->getType())) {
5632     for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
5633       Constant *Idx = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), i);
5634       if (HasSubOverflow(ExtractElement(Result, Idx, Context),
5635                          ExtractElement(In1, Idx, Context),
5636                          ExtractElement(In2, Idx, Context),
5637                          IsSigned))
5638         return true;
5639     }
5640     return false;
5641   }
5642
5643   return HasSubOverflow(cast<ConstantInt>(Result),
5644                         cast<ConstantInt>(In1), cast<ConstantInt>(In2),
5645                         IsSigned);
5646 }
5647
5648
5649 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
5650 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
5651 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(GEPOperator *GEPLHS, Value *RHS,
5652                                        ICmpInst::Predicate Cond,
5653                                        Instruction &I) {
5654   // Look through bitcasts.
5655   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(RHS))
5656     RHS = BCI->getOperand(0);
5657
5658   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
5659   if (TD && PtrBase == RHS && GEPLHS->isInBounds()) {
5660     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
5661     // This transformation (ignoring the base and scales) is valid because we
5662     // know pointers can't overflow since the gep is inbounds.  See if we can
5663     // output an optimized form.
5664     Value *Offset = EvaluateGEPOffsetExpression(GEPLHS, I, *this);
5665     
5666     // If not, synthesize the offset the hard way.
5667     if (Offset == 0)
5668       Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, *this);
5669     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
5670                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
5671   } else if (GEPOperator *GEPRHS = dyn_cast<GEPOperator>(RHS)) {
5672     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
5673     // compare the base pointer.
5674     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
5675       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
5676       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
5677                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
5678       if (IndicesTheSame)
5679         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5680           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5681             IndicesTheSame = false;
5682             break;
5683           }
5684
5685       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
5686       if (IndicesTheSame)
5687         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond),
5688                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
5689
5690       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
5691       // different, bail out.
5692       return 0;
5693     }
5694
5695     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
5696     bool AllZeros = true;
5697     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5698       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
5699           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5700         AllZeros = false;
5701         break;
5702       }
5703     if (AllZeros)
5704       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
5705                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
5706
5707     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
5708     AllZeros = true;
5709     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5710       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
5711           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
5712         AllZeros = false;
5713         break;
5714       }
5715     if (AllZeros)
5716       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
5717
5718     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
5719       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
5720       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
5721       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
5722       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
5723         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
5724           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
5725                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5726             // Irreconcilable differences.
5727             NumDifferences = 2;
5728             break;
5729           } else {
5730             if (NumDifferences++) break;
5731             DiffOperand = i;
5732           }
5733         }
5734
5735       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
5736         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
5737                                    ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context),
5738                                              ICmpInst::isTrueWhenEqual(Cond)));
5739
5740       else if (NumDifferences == 1) {
5741         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
5742         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
5743         // Make sure we do a signed comparison here.
5744         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
5745       }
5746     }
5747
5748     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
5749     // the result to fold to a constant!
5750     if (TD &&
5751         (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
5752         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
5753       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
5754       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, *this);
5755       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, *this);
5756       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
5757     }
5758   }
5759   return 0;
5760 }
5761
5762 /// FoldFCmp_IntToFP_Cst - Fold fcmp ([us]itofp x, cst) if possible.
5763 ///
5764 Instruction *InstCombiner::FoldFCmp_IntToFP_Cst(FCmpInst &I,
5765                                                 Instruction *LHSI,
5766                                                 Constant *RHSC) {
5767   if (!isa<ConstantFP>(RHSC)) return 0;
5768   const APFloat &RHS = cast<ConstantFP>(RHSC)->getValueAPF();
5769   
5770   // Get the width of the mantissa.  We don't want to hack on conversions that
5771   // might lose information from the integer, e.g. "i64 -> float"
5772   int MantissaWidth = LHSI->getType()->getFPMantissaWidth();
5773   if (MantissaWidth == -1) return 0;  // Unknown.
5774   
5775   // Check to see that the input is converted from an integer type that is small
5776   // enough that preserves all bits.  TODO: check here for "known" sign bits.
5777   // This would allow us to handle (fptosi (x >>s 62) to float) if x is i64 f.e.
5778   unsigned InputSize = LHSI->getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits();
5779   
5780   // If this is a uitofp instruction, we need an extra bit to hold the sign.
5781   bool LHSUnsigned = isa<UIToFPInst>(LHSI);
5782   if (LHSUnsigned)
5783     ++InputSize;
5784   
5785   // If the conversion would lose info, don't hack on this.
5786   if ((int)InputSize > MantissaWidth)
5787     return 0;
5788   
5789   // Otherwise, we can potentially simplify the comparison.  We know that it
5790   // will always come through as an integer value and we know the constant is
5791   // not a NAN (it would have been previously simplified).
5792   assert(!RHS.isNaN() && "NaN comparison not already folded!");
5793   
5794   ICmpInst::Predicate Pred;
5795   switch (I.getPredicate()) {
5796   default: llvm_unreachable("Unexpected predicate!");
5797   case FCmpInst::FCMP_UEQ:
5798   case FCmpInst::FCMP_OEQ:
5799     Pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
5800     break;
5801   case FCmpInst::FCMP_UGT:
5802   case FCmpInst::FCMP_OGT:
5803     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGT : ICmpInst::ICMP_SGT;
5804     break;
5805   case FCmpInst::FCMP_UGE:
5806   case FCmpInst::FCMP_OGE:
5807     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_SGE;
5808     break;
5809   case FCmpInst::FCMP_ULT:
5810   case FCmpInst::FCMP_OLT:
5811     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULT : ICmpInst::ICMP_SLT;
5812     break;
5813   case FCmpInst::FCMP_ULE:
5814   case FCmpInst::FCMP_OLE:
5815     Pred = LHSUnsigned ? ICmpInst::ICMP_ULE : ICmpInst::ICMP_SLE;
5816     break;
5817   case FCmpInst::FCMP_UNE:
5818   case FCmpInst::FCMP_ONE:
5819     Pred = ICmpInst::ICMP_NE;
5820     break;
5821   case FCmpInst::FCMP_ORD:
5822     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5823   case FCmpInst::FCMP_UNO:
5824     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5825   }
5826   
5827   const IntegerType *IntTy = cast<IntegerType>(LHSI->getOperand(0)->getType());
5828   
5829   // Now we know that the APFloat is a normal number, zero or inf.
5830   
5831   // See if the FP constant is too large for the integer.  For example,
5832   // comparing an i8 to 300.0.
5833   unsigned IntWidth = IntTy->getScalarSizeInBits();
5834   
5835   if (!LHSUnsigned) {
5836     // If the RHS value is > SignedMax, fold the comparison.  This handles +INF
5837     // and large values.
5838     APFloat SMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5839     SMax.convertFromAPInt(APInt::getSignedMaxValue(IntWidth), true,
5840                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5841     if (SMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // smax < 13123.0
5842       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
5843           Pred == ICmpInst::ICMP_SLE)
5844         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5845       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5846     }
5847   } else {
5848     // If the RHS value is > UnsignedMax, fold the comparison. This handles
5849     // +INF and large values.
5850     APFloat UMax(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5851     UMax.convertFromAPInt(APInt::getMaxValue(IntWidth), false,
5852                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5853     if (UMax.compare(RHS) == APFloat::cmpLessThan) {  // umax < 13123.0
5854       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE  || Pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5855           Pred == ICmpInst::ICMP_ULE)
5856         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5857       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5858     }
5859   }
5860   
5861   if (!LHSUnsigned) {
5862     // See if the RHS value is < SignedMin.
5863     APFloat SMin(RHS.getSemantics(), APFloat::fcZero, false);
5864     SMin.convertFromAPInt(APInt::getSignedMinValue(IntWidth), true,
5865                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
5866     if (SMin.compare(RHS) == APFloat::cmpGreaterThan) { // smin > 12312.0
5867       if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE || Pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
5868           Pred == ICmpInst::ICMP_SGE)
5869         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5870       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5871     }
5872   }
5873
5874   // Okay, now we know that the FP constant fits in the range [SMIN, SMAX] or
5875   // [0, UMAX], but it may still be fractional.  See if it is fractional by
5876   // casting the FP value to the integer value and back, checking for equality.
5877   // Don't do this for zero, because -0.0 is not fractional.
5878   Constant *RHSInt = LHSUnsigned
5879     ? ConstantExpr::getFPToUI(RHSC, IntTy)
5880     : ConstantExpr::getFPToSI(RHSC, IntTy);
5881   if (!RHS.isZero()) {
5882     bool Equal = LHSUnsigned
5883       ? ConstantExpr::getUIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC
5884       : ConstantExpr::getSIToFP(RHSInt, RHSC->getType()) == RHSC;
5885     if (!Equal) {
5886       // If we had a comparison against a fractional value, we have to adjust
5887       // the compare predicate and sometimes the value.  RHSC is rounded towards
5888       // zero at this point.
5889       switch (Pred) {
5890       default: llvm_unreachable("Unexpected integer comparison!");
5891       case ICmpInst::ICMP_NE:  // (float)int != 4.4   --> true
5892         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5893       case ICmpInst::ICMP_EQ:  // (float)int == 4.4   --> false
5894         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5895       case ICmpInst::ICMP_ULE:
5896         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5897         // (float)int <= -4.4  --> false
5898         if (RHS.isNegative())
5899           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5900         break;
5901       case ICmpInst::ICMP_SLE:
5902         // (float)int <= 4.4   --> int <= 4
5903         // (float)int <= -4.4  --> int < -4
5904         if (RHS.isNegative())
5905           Pred = ICmpInst::ICMP_SLT;
5906         break;
5907       case ICmpInst::ICMP_ULT:
5908         // (float)int < -4.4   --> false
5909         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5910         if (RHS.isNegative())
5911           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
5912         Pred = ICmpInst::ICMP_ULE;
5913         break;
5914       case ICmpInst::ICMP_SLT:
5915         // (float)int < -4.4   --> int < -4
5916         // (float)int < 4.4    --> int <= 4
5917         if (!RHS.isNegative())
5918           Pred = ICmpInst::ICMP_SLE;
5919         break;
5920       case ICmpInst::ICMP_UGT:
5921         // (float)int > 4.4    --> int > 4
5922         // (float)int > -4.4   --> true
5923         if (RHS.isNegative())
5924           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5925         break;
5926       case ICmpInst::ICMP_SGT:
5927         // (float)int > 4.4    --> int > 4
5928         // (float)int > -4.4   --> int >= -4
5929         if (RHS.isNegative())
5930           Pred = ICmpInst::ICMP_SGE;
5931         break;
5932       case ICmpInst::ICMP_UGE:
5933         // (float)int >= -4.4   --> true
5934         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5935         if (!RHS.isNegative())
5936           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
5937         Pred = ICmpInst::ICMP_UGT;
5938         break;
5939       case ICmpInst::ICMP_SGE:
5940         // (float)int >= -4.4   --> int >= -4
5941         // (float)int >= 4.4    --> int > 4
5942         if (!RHS.isNegative())
5943           Pred = ICmpInst::ICMP_SGT;
5944         break;
5945       }
5946     }
5947   }
5948
5949   // Lower this FP comparison into an appropriate integer version of the
5950   // comparison.
5951   return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0), RHSInt);
5952 }
5953
5954 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
5955   bool Changed = false;
5956   
5957   /// Orders the operands of the compare so that they are listed from most
5958   /// complex to least complex.  This puts constants before unary operators,
5959   /// before binary operators.
5960   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1))) {
5961     I.swapOperands();
5962     Changed = true;
5963   }
5964
5965   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5966   
5967   if (Value *V = SimplifyFCmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, TD))
5968     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
5969
5970   // Simplify 'fcmp pred X, X'
5971   if (Op0 == Op1) {
5972     switch (I.getPredicate()) {
5973     default: llvm_unreachable("Unknown predicate!");
5974     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
5975     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
5976     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
5977     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
5978       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
5979       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
5980       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5981       return &I;
5982       
5983     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
5984     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
5985     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
5986     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
5987       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
5988       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
5989       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5990       return &I;
5991     }
5992   }
5993     
5994   // Handle fcmp with constant RHS
5995   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5996     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5997       switch (LHSI->getOpcode()) {
5998       case Instruction::PHI:
5999         // Only fold fcmp into the PHI if the phi and fcmp are in the same
6000         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
6001         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
6002         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
6003           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I, true))
6004             return NV;
6005         break;
6006       case Instruction::SIToFP:
6007       case Instruction::UIToFP:
6008         if (Instruction *NV = FoldFCmp_IntToFP_Cst(I, LHSI, RHSC))
6009           return NV;
6010         break;
6011       case Instruction::Select:
6012         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
6013         // comparison into the select arms, which will cause one to be
6014         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
6015         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
6016         if (LHSI->hasOneUse()) {
6017           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
6018             // Fold the known value into the constant operand.
6019             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
6020             // Insert a new FCmp of the other select operand.
6021             Op2 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(),
6022                                       LHSI->getOperand(2), RHSC, I.getName());
6023           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
6024             // Fold the known value into the constant operand.
6025             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
6026             // Insert a new FCmp of the other select operand.
6027             Op1 = Builder->CreateFCmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(1),
6028                                       RHSC, I.getName());
6029           }
6030         }
6031
6032         if (Op1)
6033           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
6034         break;
6035       }
6036   }
6037
6038   return Changed ? &I : 0;
6039 }
6040
6041 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
6042   bool Changed = false;
6043   
6044   /// Orders the operands of the compare so that they are listed from most
6045   /// complex to least complex.  This puts constants before unary operators,
6046   /// before binary operators.
6047   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1))) {
6048     I.swapOperands();
6049     Changed = true;
6050   }
6051   
6052   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
6053   
6054   if (Value *V = SimplifyICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1, TD))
6055     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
6056   
6057   const Type *Ty = Op0->getType();
6058
6059   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
6060   if (Ty == Type::getInt1Ty(*Context)) {
6061     switch (I.getPredicate()) {
6062     default: llvm_unreachable("Invalid icmp instruction!");
6063     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq i1 A, B -> ~(A^B)
6064       Value *Xor = Builder->CreateXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
6065       return BinaryOperator::CreateNot(Xor);
6066     }
6067     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq i1 A, B -> A^B
6068       return BinaryOperator::CreateXor(Op0, Op1);
6069
6070     case ICmpInst::ICMP_UGT:
6071       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ugt -> icmp ult
6072       // FALL THROUGH
6073     case ICmpInst::ICMP_ULT:{               // icmp ult i1 A, B -> ~A & B
6074       Value *Not = Builder->CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
6075       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op1);
6076     }
6077     case ICmpInst::ICMP_SGT:
6078       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sgt -> icmp slt
6079       // FALL THROUGH
6080     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp slt i1 A, B -> A & ~B
6081       Value *Not = Builder->CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
6082       return BinaryOperator::CreateAnd(Not, Op0);
6083     }
6084     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6085       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp uge -> icmp ule
6086       // FALL THROUGH
6087     case ICmpInst::ICMP_ULE: {               //  icmp ule i1 A, B -> ~A | B
6088       Value *Not = Builder->CreateNot(Op0, I.getName()+"tmp");
6089       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op1);
6090     }
6091     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6092       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp sge -> icmp sle
6093       // FALL THROUGH
6094     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp sle i1 A, B -> A | ~B
6095       Value *Not = Builder->CreateNot(Op1, I.getName()+"tmp");
6096       return BinaryOperator::CreateOr(Not, Op0);
6097     }
6098     }
6099   }
6100
6101   unsigned BitWidth = 0;
6102   if (TD)
6103     BitWidth = TD->getTypeSizeInBits(Ty->getScalarType());
6104   else if (Ty->isIntOrIntVector())
6105     BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
6106
6107   bool isSignBit = false;
6108
6109   // See if we are doing a comparison with a constant.
6110   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6111     Value *A = 0, *B = 0;
6112     
6113     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
6114     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
6115         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
6116       // (icmp cond A B) if cond is equality
6117       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
6118     }
6119     
6120     // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
6121     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
6122     // them being folded in the code below.  The SimplifyICmpInst code has
6123     // already handled the edge cases for us, so we just assert on them.
6124     switch (I.getPredicate()) {
6125     default: break;
6126     case ICmpInst::ICMP_ULE:
6127       assert(!CI->isMaxValue(false));                 // A <=u MAX -> TRUE
6128       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0,
6129                           AddOne(CI));
6130     case ICmpInst::ICMP_SLE:
6131       assert(!CI->isMaxValue(true));                  // A <=s MAX -> TRUE
6132       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
6133                           AddOne(CI));
6134     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6135       assert(!CI->isMinValue(false));                  // A >=u MIN -> TRUE
6136       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Op0,
6137                           SubOne(CI));
6138     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6139       assert(!CI->isMinValue(true));                   // A >=s MIN -> TRUE
6140       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
6141                           SubOne(CI));
6142     }
6143     
6144     // If this comparison is a normal comparison, it demands all
6145     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
6146     bool UnusedBit;
6147     isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
6148   }
6149
6150   // See if we can fold the comparison based on range information we can get
6151   // by checking whether bits are known to be zero or one in the input.
6152   if (BitWidth != 0) {
6153     APInt Op0KnownZero(BitWidth, 0), Op0KnownOne(BitWidth, 0);
6154     APInt Op1KnownZero(BitWidth, 0), Op1KnownOne(BitWidth, 0);
6155
6156     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(0),
6157                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
6158                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
6159                              Op0KnownZero, Op0KnownOne, 0))
6160       return &I;
6161     if (SimplifyDemandedBits(I.getOperandUse(1),
6162                              APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
6163                              Op1KnownZero, Op1KnownOne, 0))
6164       return &I;
6165
6166     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
6167     // in.  Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
6168     // EQ and NE we use unsigned values.
6169     APInt Op0Min(BitWidth, 0), Op0Max(BitWidth, 0);
6170     APInt Op1Min(BitWidth, 0), Op1Max(BitWidth, 0);
6171     if (I.isSigned()) {
6172       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
6173                                              Op0Min, Op0Max);
6174       ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
6175                                              Op1Min, Op1Max);
6176     } else {
6177       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op0KnownZero, Op0KnownOne,
6178                                                Op0Min, Op0Max);
6179       ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Op1KnownZero, Op1KnownOne,
6180                                                Op1Min, Op1Max);
6181     }
6182
6183     // If Min and Max are known to be the same, then SimplifyDemandedBits
6184     // figured out that the LHS is a constant.  Just constant fold this now so
6185     // that code below can assume that Min != Max.
6186     if (!isa<Constant>(Op0) && Op0Min == Op0Max)
6187       return new ICmpInst(I.getPredicate(),
6188                           ConstantInt::get(*Context, Op0Min), Op1);
6189     if (!isa<Constant>(Op1) && Op1Min == Op1Max)
6190       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0,
6191                           ConstantInt::get(*Context, Op1Min));
6192
6193     // Based on the range information we know about the LHS, see if we can
6194     // simplify this comparison.  For example, (x&4) < 8  is always true.
6195     switch (I.getPredicate()) {
6196     default: llvm_unreachable("Unknown icmp opcode!");
6197     case ICmpInst::ICMP_EQ:
6198       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
6199         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6200       break;
6201     case ICmpInst::ICMP_NE:
6202       if (Op0Max.ult(Op1Min) || Op0Min.ugt(Op1Max))
6203         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6204       break;
6205     case ICmpInst::ICMP_ULT:
6206       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A <u B -> true if max(A) < min(B)
6207         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6208       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A <u B -> false if min(A) >= max(B)
6209         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6210       if (Op1Min == Op0Max)            // A <u B -> A != B if max(A) == min(B)
6211         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6212       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6213         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <u C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
6214           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6215                               SubOne(CI));
6216
6217         // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
6218         if (CI->isMinValue(true))
6219           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
6220                            Constant::getAllOnesValue(Op0->getType()));
6221       }
6222       break;
6223     case ICmpInst::ICMP_UGT:
6224       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A >u B -> true if min(A) > max(B)
6225         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6226       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A >u B -> false if max(A) <= max(B)
6227         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6228
6229       if (Op1Max == Op0Min)            // A >u B -> A != B if min(A) == max(B)
6230         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6231       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6232         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >u C -> A == C+1 if max(a)-1 == C
6233           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6234                               AddOne(CI));
6235
6236         // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
6237         if (CI->isMaxValue(true))
6238           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
6239                               Constant::getNullValue(Op0->getType()));
6240       }
6241       break;
6242     case ICmpInst::ICMP_SLT:
6243       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A <s B -> true if max(A) < min(C)
6244         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6245       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A <s B -> false if min(A) >= max(C)
6246         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6247       if (Op1Min == Op0Max)            // A <s B -> A != B if max(A) == min(B)
6248         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6249       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6250         if (Op1Max == Op0Min+1)        // A <s C -> A == C-1 if min(A)+1 == C
6251           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6252                               SubOne(CI));
6253       }
6254       break;
6255     case ICmpInst::ICMP_SGT:
6256       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A >s B -> true if min(A) > max(B)
6257         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6258       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A >s B -> false if max(A) <= min(B)
6259         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6260
6261       if (Op1Max == Op0Min)            // A >s B -> A != B if min(A) == max(B)
6262         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
6263       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6264         if (Op1Min == Op0Max-1)        // A >s C -> A == C+1 if max(A)-1 == C
6265           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0,
6266                               AddOne(CI));
6267       }
6268       break;
6269     case ICmpInst::ICMP_SGE:
6270       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SGE with ConstantInt not folded!");
6271       if (Op0Min.sge(Op1Max))          // A >=s B -> true if min(A) >= max(B)
6272         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6273       if (Op0Max.slt(Op1Min))          // A >=s B -> false if max(A) < min(B)
6274         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6275       break;
6276     case ICmpInst::ICMP_SLE:
6277       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_SLE with ConstantInt not folded!");
6278       if (Op0Max.sle(Op1Min))          // A <=s B -> true if max(A) <= min(B)
6279         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6280       if (Op0Min.sgt(Op1Max))          // A <=s B -> false if min(A) > max(B)
6281         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6282       break;
6283     case ICmpInst::ICMP_UGE:
6284       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_UGE with ConstantInt not folded!");
6285       if (Op0Min.uge(Op1Max))          // A >=u B -> true if min(A) >= max(B)
6286         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6287       if (Op0Max.ult(Op1Min))          // A >=u B -> false if max(A) < min(B)
6288         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6289       break;
6290     case ICmpInst::ICMP_ULE:
6291       assert(!isa<ConstantInt>(Op1) && "ICMP_ULE with ConstantInt not folded!");
6292       if (Op0Max.ule(Op1Min))          // A <=u B -> true if max(A) <= min(B)
6293         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue(*Context));
6294       if (Op0Min.ugt(Op1Max))          // A <=u B -> false if min(A) > max(B)
6295         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse(*Context));
6296       break;
6297     }
6298
6299     // Turn a signed comparison into an unsigned one if both operands
6300     // are known to have the same sign.
6301     if (I.isSigned() &&
6302         ((Op0KnownZero.isNegative() && Op1KnownZero.isNegative()) ||
6303          (Op0KnownOne.isNegative() && Op1KnownOne.isNegative())))
6304       return new ICmpInst(I.getUnsignedPredicate(), Op0, Op1);
6305   }
6306
6307   // Test if the ICmpInst instruction is used exclusively by a select as
6308   // part of a minimum or maximum operation. If so, refrain from doing
6309   // any other folding. This helps out other analyses which understand
6310   // non-obfuscated minimum and maximum idioms, such as ScalarEvolution
6311   // and CodeGen. And in this case, at least one of the comparison
6312   // operands has at least one user besides the compare (the select),
6313   // which would often largely negate the benefit of folding anyway.
6314   if (I.hasOneUse())
6315     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(*I.use_begin()))
6316       if ((SI->getOperand(1) == Op0 && SI->getOperand(2) == Op1) ||
6317           (SI->getOperand(2) == Op0 && SI->getOperand(1) == Op1))
6318         return 0;
6319
6320   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
6321   // can be folded into the comparison.
6322   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
6323     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
6324     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
6325     // instruction can be folded into the icmp 
6326     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
6327       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
6328         return Res;
6329   }
6330
6331   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
6332   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6333     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
6334       switch (LHSI->getOpcode()) {
6335       case Instruction::GetElementPtr:
6336         if (RHSC->isNullValue()) {
6337           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
6338           bool isAllZeros = true;
6339           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
6340             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
6341                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
6342               isAllZeros = false;
6343               break;
6344             }
6345           if (isAllZeros)
6346             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6347                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
6348         }
6349         break;
6350
6351       case Instruction::PHI:
6352         // Only fold icmp into the PHI if the phi and icmp are in the same
6353         // block.  If in the same block, we're encouraging jump threading.  If
6354         // not, we are just pessimizing the code by making an i1 phi.
6355         if (LHSI->getParent() == I.getParent())
6356           if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I, true))
6357             return NV;
6358         break;
6359       case Instruction::Select: {
6360         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
6361         // comparison into the select arms, which will cause one to be
6362         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
6363         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
6364         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1)))
6365           Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
6366         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2)))
6367           Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
6368
6369         // We only want to perform this transformation if it will not lead to
6370         // additional code. This is true if either both sides of the select
6371         // fold to a constant (in which case the icmp is replaced with a select
6372         // which will usually simplify) or this is the only user of the
6373         // select (in which case we are trading a select+icmp for a simpler
6374         // select+icmp).
6375         if ((Op1 && Op2) || (LHSI->hasOneUse() && (Op1 || Op2))) {
6376           if (!Op1)
6377             Op1 = Builder->CreateICmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(1),
6378                                       RHSC, I.getName());
6379           if (!Op2)
6380             Op2 = Builder->CreateICmp(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(2),
6381                                       RHSC, I.getName());
6382           return SelectInst::Create(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
6383         }
6384         break;
6385       }
6386       case Instruction::Call:
6387         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
6388         // can assume it is successful and remove the malloc.
6389         if (isMalloc(LHSI) && LHSI->hasOneUse() &&
6390             isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
6391           // Need to explicitly erase malloc call here, instead of adding it to
6392           // Worklist, because it won't get DCE'd from the Worklist since
6393           // isInstructionTriviallyDead() returns false for function calls.
6394           // It is OK to replace LHSI/MallocCall with Undef because the 
6395           // instruction that uses it will be erased via Worklist.
6396           if (extractMallocCall(LHSI)) {
6397             LHSI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(LHSI->getType()));
6398             EraseInstFromFunction(*LHSI);
6399             return ReplaceInstUsesWith(I,
6400                                      ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context),
6401                                                       !I.isTrueWhenEqual()));
6402           }
6403           if (CallInst* MallocCall = extractMallocCallFromBitCast(LHSI))
6404             if (MallocCall->hasOneUse()) {
6405               MallocCall->replaceAllUsesWith(
6406                                         UndefValue::get(MallocCall->getType()));
6407               EraseInstFromFunction(*MallocCall);
6408               Worklist.Add(LHSI); // The malloc's bitcast use.
6409               return ReplaceInstUsesWith(I,
6410                                      ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context),
6411                                                       !I.isTrueWhenEqual()));
6412             }
6413         }
6414         break;
6415       }
6416   }
6417
6418   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
6419   if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op0))
6420     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
6421       return NI;
6422   if (GEPOperator *GEP = dyn_cast<GEPOperator>(Op1))
6423     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
6424                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
6425       return NI;
6426
6427   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
6428   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
6429   // now.
6430   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
6431     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
6432         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
6433       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
6434       // operand, where it can often be eliminated completely.
6435       Op0 = CI->getOperand(0);
6436
6437       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
6438       // so eliminate it as well.
6439       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
6440         Op1 = CI2->getOperand(0);
6441
6442       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
6443       if (Op0->getType() != Op1->getType()) {
6444         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
6445           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
6446         } else {
6447           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
6448           Op1 = Builder->CreateBitCast(Op1, Op0->getType());
6449         }
6450       }
6451       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
6452     }
6453   }
6454   
6455   if (isa<CastInst>(Op0)) {
6456     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
6457     // This comes up when you have code like
6458     //   int X = A < B;
6459     //   if (X) ...
6460     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
6461     // with a constant or another cast from the same type.
6462     if (isa<Constant>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
6463       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
6464         return R;
6465   }
6466   
6467   // See if it's the same type of instruction on the left and right.
6468   if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6469     if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
6470       if (Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && Op0I->hasOneUse() &&
6471           Op1I->hasOneUse() && Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1)) {
6472         switch (Op0I->getOpcode()) {
6473         default: break;
6474         case Instruction::Add:
6475         case Instruction::Sub:
6476         case Instruction::Xor:
6477           if (I.isEquality())    // a+x icmp eq/ne b+x --> a icmp b
6478             return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0I->getOperand(0),
6479                                 Op1I->getOperand(0));
6480           // icmp u/s (a ^ signbit), (b ^ signbit) --> icmp s/u a, b
6481           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6482             if (CI->getValue().isSignBit()) {
6483               ICmpInst::Predicate Pred = I.isSigned()
6484                                              ? I.getUnsignedPredicate()
6485                                              : I.getSignedPredicate();
6486               return new ICmpInst(Pred, Op0I->getOperand(0),
6487                                   Op1I->getOperand(0));
6488             }
6489             
6490             if (CI->getValue().isMaxSignedValue()) {
6491               ICmpInst::Predicate Pred = I.isSigned()
6492                                              ? I.getUnsignedPredicate()
6493                                              : I.getSignedPredicate();
6494               Pred = I.getSwappedPredicate(Pred);
6495               return new ICmpInst(Pred, Op0I->getOperand(0),
6496                                   Op1I->getOperand(0));
6497             }
6498           }
6499           break;
6500         case Instruction::Mul:
6501           if (!I.isEquality())
6502             break;
6503
6504           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
6505             // a * Cst icmp eq/ne b * Cst --> a & Mask icmp b & Mask
6506             // Mask = -1 >> count-trailing-zeros(Cst).
6507             if (!CI->isZero() && !CI->isOne()) {
6508               const APInt &AP = CI->getValue();
6509               ConstantInt *Mask = ConstantInt::get(*Context, 
6510                                       APInt::getLowBitsSet(AP.getBitWidth(),
6511                                                            AP.getBitWidth() -
6512                                                       AP.countTrailingZeros()));
6513               Value *And1 = Builder->CreateAnd(Op0I->getOperand(0), Mask);
6514               Value *And2 = Builder->CreateAnd(Op1I->getOperand(0), Mask);
6515               return new ICmpInst(I.getPredicate(), And1, And2);
6516             }
6517           }
6518           break;
6519         }
6520       }
6521     }
6522   }
6523   
6524   // ~x < ~y --> y < x
6525   { Value *A, *B;
6526     if (match(Op0, m_Not(m_Value(A))) &&
6527         match(Op1, m_Not(m_Value(B))))
6528       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, A);
6529   }
6530   
6531   if (I.isEquality()) {
6532     Value *A, *B, *C, *D;
6533     
6534     // -x == -y --> x == y
6535     if (match(Op0, m_Neg(m_Value(A))) &&
6536         match(Op1, m_Neg(m_Value(B))))
6537       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
6538     
6539     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
6540       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
6541         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
6542         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6543                             Constant::getNullValue(A->getType()));
6544       }
6545
6546       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6547         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
6548         ConstantInt *C1, *C2;
6549         if (match(B, m_ConstantInt(C1)) &&
6550             match(D, m_ConstantInt(C2)) && Op1->hasOneUse()) {
6551           Constant *NC = 
6552                    ConstantInt::get(*Context, C1->getValue() ^ C2->getValue());
6553           Value *Xor = Builder->CreateXor(C, NC, "tmp");
6554           return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, Xor);
6555         }
6556         
6557         // A^B == A^D -> B == D
6558         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
6559         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
6560         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
6561         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
6562       }
6563     }
6564     
6565     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
6566         (A == Op0 || B == Op0)) {
6567       // A == (A^B)  ->  B == 0
6568       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
6569       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
6570                           Constant::getNullValue(A->getType()));
6571     }
6572
6573     // (A-B) == A  ->  B == 0
6574     if (match(Op0, m_Sub(m_Specific(Op1), m_Value(B))))
6575       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, 
6576                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6577
6578     // A == (A-B)  ->  B == 0
6579     if (match(Op1, m_Sub(m_Specific(Op0), m_Value(B))))
6580       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
6581                           Constant::getNullValue(B->getType()));
6582     
6583     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
6584     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
6585         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
6586         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
6587       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
6588       
6589       if (A == C) {
6590         X = B; Y = D; Z = A;
6591       } else if (A == D) {
6592         X = B; Y = C; Z = A;
6593       } else if (B == C) {
6594         X = A; Y = D; Z = B;
6595       } else if (B == D) {
6596         X = A; Y = C; Z = B;
6597       }
6598       
6599       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
6600         Op1 = Builder->CreateXor(X, Y, "tmp");
6601         Op1 = Builder->CreateAnd(Op1, Z, "tmp");
6602         I.setOperand(0, Op1);
6603         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
6604         return &I;
6605       }
6606     }
6607   }
6608   
6609   {
6610     Value *X; ConstantInt *Cst;
6611     // icmp X+Cst, X
6612     if (match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst))) && Op1 == X)
6613       return FoldICmpAddOpCst(I, X, Cst, I.getPredicate(), Op0);
6614
6615     // icmp X, X+Cst
6616     if (match(Op1, m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst))) && Op0 == X)
6617       return FoldICmpAddOpCst(I, X, Cst, I.getSwappedPredicate(), Op1);
6618   }
6619   return Changed ? &I : 0;
6620 }
6621
6622 /// FoldICmpAddOpCst - Fold "icmp pred (X+CI), X".
6623 Instruction *InstCombiner::FoldICmpAddOpCst(ICmpInst &ICI,
6624                                             Value *X, ConstantInt *CI,
6625                                             ICmpInst::Predicate Pred,
6626                                             Value *TheAdd) {
6627   // If we have X+0, exit early (simplifying logic below) and let it get folded
6628   // elsewhere.   icmp X+0, X  -> icmp X, X
6629   if (CI->isZero()) {
6630     bool isTrue = ICmpInst::isTrueWhenEqual(Pred);
6631     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(ICI.getType(), isTrue));
6632   }
6633   
6634   // (X+4) == X -> false.
6635   if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
6636     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(X->getContext()));
6637
6638   // (X+4) != X -> true.
6639   if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
6640     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(X->getContext()));
6641
6642   // If this is an instruction (as opposed to constantexpr) get NUW/NSW info.
6643   bool isNUW = false, isNSW = false;
6644   if (BinaryOperator *Add = dyn_cast<BinaryOperator>(TheAdd)) {
6645     isNUW = Add->hasNoUnsignedWrap();
6646     isNSW = Add->hasNoSignedWrap();
6647   }      
6648   
6649   // From this point on, we know that (X+C <= X) --> (X+C < X) because C != 0,
6650   // so the values can never be equal.  Similiarly for all other "or equals"
6651   // operators.
6652   
6653   // (X+1) <u X        --> X >u (MAXUINT-1)        --> X != 255
6654   // (X+2) <u X        --> X >u (MAXUINT-2)        --> X > 253
6655   // (X+MAXUINT) <u X  --> X >u (MAXUINT-MAXUINT)  --> X != 0
6656   if (Pred == ICmpInst::ICMP_ULT || Pred == ICmpInst::ICMP_ULE) {
6657     // If this is an NUW add, then this is always false.
6658     if (isNUW)
6659       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(X->getContext())); 
6660     
6661     Value *R = ConstantExpr::getSub(ConstantInt::get(CI->getType(), -1ULL), CI);
6662     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, X, R);
6663   }
6664   
6665   // (X+1) >u X        --> X <u (0-1)        --> X != 255
6666   // (X+2) >u X        --> X <u (0-2)        --> X <u 254
6667   // (X+MAXUINT) >u X  --> X <u (0-MAXUINT)  --> X <u 1  --> X == 0
6668   if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT || Pred == ICmpInst::ICMP_UGE) {
6669     // If this is an NUW add, then this is always true.
6670     if (isNUW)
6671       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(X->getContext())); 
6672     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, X, ConstantExpr::getNeg(CI));
6673   }
6674   
6675   unsigned BitWidth = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6676   ConstantInt *SMax = ConstantInt::get(X->getContext(),
6677                                        APInt::getSignedMaxValue(BitWidth));
6678
6679   // (X+ 1) <s X       --> X >s (MAXSINT-1)          --> X == 127
6680   // (X+ 2) <s X       --> X >s (MAXSINT-2)          --> X >s 125
6681   // (X+MAXSINT) <s X  --> X >s (MAXSINT-MAXSINT)    --> X >s 0
6682   // (X+MINSINT) <s X  --> X >s (MAXSINT-MINSINT)    --> X >s -1
6683   // (X+ -2) <s X      --> X >s (MAXSINT- -2)        --> X >s 126
6684   // (X+ -1) <s X      --> X >s (MAXSINT- -1)        --> X != 127
6685   if (Pred == ICmpInst::ICMP_SLT || Pred == ICmpInst::ICMP_SLE) {
6686     // If this is an NSW add, then we have two cases: if the constant is
6687     // positive, then this is always false, if negative, this is always true.
6688     if (isNSW) {
6689       bool isTrue = CI->getValue().isNegative();
6690       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(ICI.getType(), isTrue));
6691     }
6692     
6693     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, X, ConstantExpr::getSub(SMax, CI));
6694   }
6695   
6696   // (X+ 1) >s X       --> X <s (MAXSINT-(1-1))       --> X != 127
6697   // (X+ 2) >s X       --> X <s (MAXSINT-(2-1))       --> X <s 126
6698   // (X+MAXSINT) >s X  --> X <s (MAXSINT-(MAXSINT-1)) --> X <s 1
6699   // (X+MINSINT) >s X  --> X <s (MAXSINT-(MINSINT-1)) --> X <s -2
6700   // (X+ -2) >s X      --> X <s (MAXSINT-(-2-1))      --> X <s -126
6701   // (X+ -1) >s X      --> X <s (MAXSINT-(-1-1))      --> X == -128
6702   
6703   // If this is an NSW add, then we have two cases: if the constant is
6704   // positive, then this is always true, if negative, this is always false.
6705   if (isNSW) {
6706     bool isTrue = !CI->getValue().isNegative();
6707     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(ICI.getType(), isTrue));
6708   }
6709   
6710   assert(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT || Pred == ICmpInst::ICMP_SGE);
6711   Constant *C = ConstantInt::get(X->getContext(), CI->getValue()-1);
6712   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, X, ConstantExpr::getSub(SMax, C));
6713 }
6714
6715 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
6716 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
6717 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
6718                                           ConstantInt *DivRHS) {
6719   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
6720   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
6721   
6722   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
6723   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
6724   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
6725   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
6726   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
6727   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
6728   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
6729   // if it finds it. 
6730   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
6731   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSigned())
6732     return 0;
6733   if (DivRHS->isZero())
6734     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
6735   if (DivIsSigned && DivRHS->isAllOnesValue())
6736     return 0; // The overflow computation also screws up here
6737   if (DivRHS->isOne())
6738     return 0; // Not worth bothering, and eliminates some funny cases
6739               // with INT_MIN.
6740
6741   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
6742   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
6743   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
6744   // instead of computing a divide. 
6745   Constant *Prod = ConstantExpr::getMul(CmpRHS, DivRHS);
6746
6747   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
6748   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
6749   // as in the LHS instruction that we're folding. 
6750   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
6751                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
6752
6753   // Get the ICmp opcode
6754   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
6755
6756   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
6757   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
6758   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
6759   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
6760   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
6761   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
6762   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
6763   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
6764   Constant *LoBound = 0, *HiBound = 0;
6765   
6766   if (!DivIsSigned) {  // udiv
6767     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
6768     LoBound = Prod;
6769     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6770     if (!HiOverflow)
6771       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, Context, false);
6772   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
6773     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
6774       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
6775       LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
6776       HiBound = DivRHS;
6777     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
6778       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
6779       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
6780       if (!HiOverflow)
6781         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, Context, true);
6782     } else {                       // (X / pos) op neg
6783       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
6784       HiBound = AddOne(Prod);
6785       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6786       if (!LoOverflow) {
6787         ConstantInt* DivNeg =
6788                          cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6789         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound, DivNeg, Context,
6790                                      true) ? -1 : 0;
6791        }
6792     }
6793   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
6794     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
6795       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
6796       LoBound = AddOne(DivRHS);
6797       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
6798       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
6799         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
6800         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
6801       }
6802     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
6803       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
6804       HiBound = AddOne(Prod);
6805       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
6806       if (!LoOverflow)
6807         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, HiBound,
6808                                      DivRHS, Context, true) ? -1 : 0;
6809     } else {                       // (X / neg) op neg
6810       LoBound = Prod;       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
6811       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
6812       if (!HiOverflow)
6813         HiOverflow = SubWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, Context, true);
6814     }
6815     
6816     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
6817     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
6818   }
6819
6820   Value *X = DivI->getOperand(0);
6821   switch (Pred) {
6822   default: llvm_unreachable("Unhandled icmp opcode!");
6823   case ICmpInst::ICMP_EQ:
6824     if (LoOverflow && HiOverflow)
6825       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(*Context));
6826     else if (HiOverflow)
6827       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE :
6828                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
6829     else if (LoOverflow)
6830       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT :
6831                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
6832     else
6833       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
6834   case ICmpInst::ICMP_NE:
6835     if (LoOverflow && HiOverflow)
6836       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(*Context));
6837     else if (HiOverflow)
6838       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT :
6839                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
6840     else if (LoOverflow)
6841       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE :
6842                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6843     else
6844       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
6845   case ICmpInst::ICMP_ULT:
6846   case ICmpInst::ICMP_SLT:
6847     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
6848       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(*Context));
6849     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
6850       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(*Context));
6851     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
6852   case ICmpInst::ICMP_UGT:
6853   case ICmpInst::ICMP_SGT:
6854     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
6855       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(*Context));
6856     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
6857       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(*Context));
6858     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
6859       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
6860     else
6861       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
6862   }
6863 }
6864
6865
6866 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
6867 ///
6868 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
6869                                                           Instruction *LHSI,
6870                                                           ConstantInt *RHS) {
6871   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
6872   
6873   switch (LHSI->getOpcode()) {
6874   case Instruction::Trunc:
6875     if (ICI.isEquality() && LHSI->hasOneUse()) {
6876       // Simplify icmp eq (trunc x to i8), 42 -> icmp eq x, 42|highbits if all
6877       // of the high bits truncated out of x are known.
6878       unsigned DstBits = LHSI->getType()->getPrimitiveSizeInBits(),
6879              SrcBits = LHSI->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6880       APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(SrcBits, SrcBits-DstBits));
6881       APInt KnownZero(SrcBits, 0), KnownOne(SrcBits, 0);
6882       ComputeMaskedBits(LHSI->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne);
6883       
6884       // If all the high bits are known, we can do this xform.
6885       if ((KnownZero|KnownOne).countLeadingOnes() >= SrcBits-DstBits) {
6886         // Pull in the high bits from known-ones set.
6887         APInt NewRHS(RHS->getValue());
6888         NewRHS.zext(SrcBits);
6889         NewRHS |= KnownOne;
6890         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
6891                             ConstantInt::get(*Context, NewRHS));
6892       }
6893     }
6894     break;
6895       
6896   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
6897     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
6898       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
6899       // fold the xor.
6900       if ((ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0) ||
6901           (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue())) {
6902         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
6903         
6904         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
6905         // the operation, just stop using the Xor.
6906         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
6907           ICI.setOperand(0, CompareVal);
6908           Worklist.Add(LHSI);
6909           return &ICI;
6910         }
6911         
6912         // Was the old condition true if the operand is positive?
6913         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
6914         
6915         // If so, the new one isn't.
6916         isTrueIfPositive ^= true;
6917         
6918         if (isTrueIfPositive)
6919           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal,
6920                               SubOne(RHS));
6921         else
6922           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal,
6923                               AddOne(RHS));
6924       }
6925
6926       if (LHSI->hasOneUse()) {
6927         // (icmp u/s (xor A SignBit), C) -> (icmp s/u A, (xor C SignBit))
6928         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isSignBit()) {
6929           const APInt &SignBit = XorCST->getValue();
6930           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSigned()
6931                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
6932                                          : ICI.getSignedPredicate();
6933           return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0),
6934                               ConstantInt::get(*Context, RHSV ^ SignBit));
6935         }
6936
6937         // (icmp u/s (xor A ~SignBit), C) -> (icmp s/u (xor C ~SignBit), A)
6938         if (!ICI.isEquality() && XorCST->getValue().isMaxSignedValue()) {
6939           const APInt &NotSignBit = XorCST->getValue();
6940           ICmpInst::Predicate Pred = ICI.isSigned()
6941                                          ? ICI.getUnsignedPredicate()
6942                                          : ICI.getSignedPredicate();
6943           Pred = ICI.getSwappedPredicate(Pred);
6944           return new ICmpInst(Pred, LHSI->getOperand(0),
6945                               ConstantInt::get(*Context, RHSV ^ NotSignBit));
6946         }
6947       }
6948     }
6949     break;
6950   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
6951     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
6952         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6953       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
6954       
6955       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
6956       // and/compare to be the input width without changing the value
6957       // produced, eliminating a cast.
6958       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
6959         // We can do this transformation if either the AND constant does not
6960         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
6961         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
6962         // bit would not work.
6963         if (Cast->hasOneUse() &&
6964             (ICI.isEquality() ||
6965              (AndCST->getValue().isNonNegative() && RHSV.isNonNegative()))) {
6966           uint32_t BitWidth = 
6967             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
6968           APInt NewCST = AndCST->getValue();
6969           NewCST.zext(BitWidth);
6970           APInt NewCI = RHSV;
6971           NewCI.zext(BitWidth);
6972           Value *NewAnd = 
6973             Builder->CreateAnd(Cast->getOperand(0),
6974                            ConstantInt::get(*Context, NewCST), LHSI->getName());
6975           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
6976                               ConstantInt::get(*Context, NewCI));
6977         }
6978       }
6979       
6980       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
6981       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
6982       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
6983       // access.
6984       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
6985       if (Shift && !Shift->isShift())
6986         Shift = 0;
6987       
6988       ConstantInt *ShAmt;
6989       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
6990       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
6991       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
6992       
6993       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
6994       // into the mask.  This can only happen with signed shift
6995       // rights, as they sign-extend.
6996       if (ShAmt) {
6997         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
6998         if (!CanFold) {
6999           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
7000           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
7001           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
7002           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
7003           
7004           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
7005           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
7006                AndCST->getValue()) == 0)
7007             CanFold = true;
7008         }
7009         
7010         if (CanFold) {
7011           Constant *NewCst;
7012           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
7013             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
7014           else
7015             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
7016           
7017           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
7018           // compared.
7019           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(),
7020                                        NewCst, ShAmt) != RHS) {
7021             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
7022             // As a special case, check to see if this means that the
7023             // result is always true or false now.
7024             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7025               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(*Context));
7026             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7027               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(*Context));
7028           } else {
7029             ICI.setOperand(1, NewCst);
7030             Constant *NewAndCST;
7031             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
7032               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
7033             else
7034               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
7035             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
7036             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
7037             Worklist.Add(Shift); // Shift is dead.
7038             return &ICI;
7039           }
7040         }
7041       }
7042       
7043       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
7044       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
7045       // of a loop if Y is invariant and X is not.
7046       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
7047           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
7048           !isa<Constant>(Shift->getOperand(0))) {
7049         // Compute C << Y.
7050         Value *NS;
7051         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
7052           NS = Builder->CreateShl(AndCST, Shift->getOperand(1), "tmp");
7053         } else {
7054           // Insert a logical shift.
7055           NS = Builder->CreateLShr(AndCST, Shift->getOperand(1), "tmp");
7056         }
7057         
7058         // Compute X & (C << Y).
7059         Value *NewAnd = 
7060           Builder->CreateAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
7061         
7062         ICI.setOperand(0, NewAnd);
7063         return &ICI;
7064       }
7065     }
7066     break;
7067     
7068   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
7069     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
7070     if (!ShAmt) break;
7071     
7072     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
7073     
7074     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
7075     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
7076     // simplified.
7077     if (ShAmt->uge(TypeBits))
7078       break;
7079     
7080     if (ICI.isEquality()) {
7081       // If we are comparing against bits always shifted out, the
7082       // comparison cannot succeed.
7083       Constant *Comp =
7084         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt),
7085                                                                  ShAmt);
7086       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
7087         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7088         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context), IsICMP_NE);
7089         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
7090       }
7091       
7092       if (LHSI->hasOneUse()) {
7093         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
7094         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
7095         Constant *Mask =
7096           ConstantInt::get(*Context, APInt::getLowBitsSet(TypeBits, 
7097                                                        TypeBits-ShAmtVal));
7098         
7099         Value *And =
7100           Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0),Mask, LHSI->getName()+".mask");
7101         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
7102                             ConstantInt::get(*Context, RHSV.lshr(ShAmtVal)));
7103       }
7104     }
7105     
7106     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
7107     bool TrueIfSigned = false;
7108     if (LHSI->hasOneUse() &&
7109         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
7110       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
7111       Constant *Mask = ConstantInt::get(*Context, APInt(TypeBits, 1) <<
7112                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
7113       Value *And =
7114         Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0), Mask, LHSI->getName()+".mask");
7115       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
7116                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
7117     }
7118     break;
7119   }
7120     
7121   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
7122   case Instruction::AShr: {
7123     // Only handle equality comparisons of shift-by-constant.
7124     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
7125     if (!ShAmt || !ICI.isEquality()) break;
7126
7127     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
7128     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
7129     // simplified.
7130     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
7131     if (ShAmt->uge(TypeBits))
7132       break;
7133     
7134     uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
7135       
7136     // If we are comparing against bits always shifted out, the
7137     // comparison cannot succeed.
7138     APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
7139     if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
7140       Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
7141     else
7142       Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
7143     
7144     if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
7145       bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7146       Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context), IsICMP_NE);
7147       return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
7148     }
7149     
7150     // Otherwise, check to see if the bits shifted out are known to be zero.
7151     // If so, we can compare against the unshifted value:
7152     //  (X & 4) >> 1 == 2  --> (X & 4) == 4.
7153     if (LHSI->hasOneUse() &&
7154         MaskedValueIsZero(LHSI->getOperand(0), 
7155                           APInt::getLowBitsSet(Comp.getBitWidth(), ShAmtVal))) {
7156       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
7157                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
7158     }
7159       
7160     if (LHSI->hasOneUse()) {
7161       // Otherwise strength reduce the shift into an and.
7162       APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
7163       Constant *Mask = ConstantInt::get(*Context, Val);
7164       
7165       Value *And = Builder->CreateAnd(LHSI->getOperand(0),
7166                                       Mask, LHSI->getName()+".mask");
7167       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
7168                           ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
7169     }
7170     break;
7171   }
7172     
7173   case Instruction::SDiv:
7174   case Instruction::UDiv:
7175     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
7176     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
7177     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
7178     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
7179     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
7180     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
7181     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
7182       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
7183                                           DivRHS))
7184         return R;
7185     break;
7186
7187   case Instruction::Add:
7188     // Fold: icmp pred (add X, C1), C2
7189     if (!ICI.isEquality()) {
7190       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
7191       if (!LHSC) break;
7192       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
7193
7194       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
7195                             .subtract(LHSV);
7196
7197       if (ICI.isSigned()) {
7198         if (CR.getLower().isSignBit()) {
7199           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
7200                               ConstantInt::get(*Context, CR.getUpper()));
7201         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
7202           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
7203                               ConstantInt::get(*Context, CR.getLower()));
7204         }
7205       } else {
7206         if (CR.getLower().isMinValue()) {
7207           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
7208                               ConstantInt::get(*Context, CR.getUpper()));
7209         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
7210           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
7211                               ConstantInt::get(*Context, CR.getLower()));
7212         }
7213       }
7214     }
7215     break;
7216   }
7217   
7218   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
7219   if (ICI.isEquality()) {
7220     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7221     
7222     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
7223     // the second operand is a constant, simplify a bit.
7224     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
7225       switch (BO->getOpcode()) {
7226       case Instruction::SRem:
7227         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
7228         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
7229           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
7230           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
7231             Value *NewRem =
7232               Builder->CreateURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
7233                                   BO->getName());
7234             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem,
7235                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
7236           }
7237         }
7238         break;
7239       case Instruction::Add:
7240         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
7241         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
7242           if (BO->hasOneUse())
7243             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
7244                                 ConstantExpr::getSub(RHS, BOp1C));
7245         } else if (RHSV == 0) {
7246           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
7247           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
7248           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
7249           
7250           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
7251             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
7252           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
7253             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
7254           else if (BO->hasOneUse()) {
7255             Value *Neg = Builder->CreateNeg(BOp1);
7256             Neg->takeName(BO);
7257             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
7258           }
7259         }
7260         break;
7261       case Instruction::Xor:
7262         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
7263         // the explicit xor.
7264         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
7265           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
7266                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
7267         
7268         // FALLTHROUGH
7269       case Instruction::Sub:
7270         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
7271         if (RHSV == 0)
7272           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
7273                               BO->getOperand(1));
7274         break;
7275         
7276       case Instruction::Or:
7277         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
7278         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
7279         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
7280           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
7281           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
7282             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
7283                                        ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context), 
7284                                        isICMP_NE));
7285         }
7286         break;
7287         
7288       case Instruction::And:
7289         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
7290           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
7291           // comparison can never succeed!
7292           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
7293             return ReplaceInstUsesWith(ICI,
7294                                        ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context),
7295                                        isICMP_NE));
7296           
7297           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
7298           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
7299             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
7300                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
7301                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
7302           
7303           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
7304           if (BOC->getValue().isSignBit()) {
7305             Value *X = BO->getOperand(0);
7306             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
7307             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
7308               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
7309             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
7310           }
7311           
7312           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
7313           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
7314             Value *X = BO->getOperand(0);
7315             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
7316             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
7317               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
7318             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
7319           }
7320         }
7321       default: break;
7322       }
7323     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
7324       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
7325       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
7326         Worklist.Add(II);
7327         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
7328         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(*Context, RHSV.byteSwap()));
7329         return &ICI;
7330       }
7331     }
7332   }
7333   return 0;
7334 }
7335
7336 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
7337 /// We only handle extending casts so far.
7338 ///
7339 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
7340   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
7341   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
7342   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
7343   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
7344   Value *RHSCIOp;
7345
7346   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
7347   // integer type is the same size as the pointer type.
7348   if (TD && LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
7349       TD->getPointerSizeInBits() ==
7350          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
7351     Value *RHSOp = 0;
7352     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
7353       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
7354     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
7355       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
7356       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
7357       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
7358         RHSOp = Builder->CreateBitCast(RHSOp, LHSCIOp->getType());
7359     }
7360
7361     if (RHSOp)
7362       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
7363   }
7364   
7365   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
7366   // Enforce this.
7367   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
7368       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
7369     return 0;
7370
7371   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
7372   bool isSignedCmp = ICI.isSigned();
7373
7374   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
7375     // Not an extension from the same type?
7376     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
7377     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
7378       return 0;
7379     
7380     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
7381     // and the other is a zext), then we can't handle this.
7382     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
7383       return 0;
7384
7385     // Deal with equality cases early.
7386     if (ICI.isEquality())
7387       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7388
7389     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
7390     // signed comparison.
7391     if (isSignedCmp && isSignedExt)
7392       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7393
7394     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
7395     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
7396   }
7397
7398   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
7399   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
7400   if (!CI)
7401     return 0;
7402
7403   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
7404   // reextended to DestTy.
7405   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
7406   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(),
7407                                                 Res1, DestTy);
7408
7409   // If the re-extended constant didn't change...
7410   if (Res2 == CI) {
7411     // Deal with equality cases early.
7412     if (ICI.isEquality())
7413       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
7414
7415     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
7416     // signed comparison.
7417     if (isSignedExt && isSignedCmp)
7418       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
7419
7420     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
7421     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, Res1);
7422   }
7423
7424   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
7425   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
7426
7427   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
7428   // point so handle the ICI.isEquality() cases
7429   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7430     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse(*Context));
7431   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7432     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue(*Context));
7433
7434   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
7435   // should have been folded away previously and not enter in here.
7436   Value *Result;
7437   if (isSignedCmp) {
7438     // We're performing a signed comparison.
7439     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
7440       Result = ConstantInt::getFalse(*Context);          // X < (small) --> false
7441     else
7442       Result = ConstantInt::getTrue(*Context);           // X < (large) --> true
7443   } else {
7444     // We're performing an unsigned comparison.
7445     if (isSignedExt) {
7446       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
7447       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
7448       Constant *NegOne = Constant::getAllOnesValue(SrcTy);
7449       Result = Builder->CreateICmpSGT(LHSCIOp, NegOne, ICI.getName());
7450     } else {
7451       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
7452       Result = ConstantInt::getTrue(*Context);
7453     }
7454   }
7455
7456   // Finally, return the value computed.
7457   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
7458       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT)
7459     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
7460
7461   assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
7462           ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
7463          "ICmp should be folded!");
7464   if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
7465     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
7466   return BinaryOperator::CreateNot(Result);
7467 }
7468
7469 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
7470   return commonShiftTransforms(I);
7471 }
7472
7473 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
7474   return commonShiftTransforms(I);
7475 }
7476
7477 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
7478   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
7479     return R;
7480   
7481   Value *Op0 = I.getOperand(0);
7482   
7483   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
7484   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
7485     if (CSI->isAllOnesValue())
7486       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
7487
7488   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
7489   if (MaskedValueIsZero(Op0,
7490                         APInt::getSignBit(I.getType()->getScalarSizeInBits())))
7491     return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, I.getOperand(1));
7492
7493   // Arithmetic shifting an all-sign-bit value is a no-op.
7494   unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op0);
7495   if (NumSignBits == Op0->getType()->getScalarSizeInBits())
7496     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7497
7498   return 0;
7499 }
7500
7501 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
7502   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
7503   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
7504
7505   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
7506   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
7507   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
7508       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
7509     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7510   
7511   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
7512     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
7513       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
7514     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
7515       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
7516   }
7517   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
7518     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
7519       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
7520     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
7521       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
7522   }
7523
7524   // See if we can fold away this shift.
7525   if (SimplifyDemandedInstructionBits(I))
7526     return &I;
7527
7528   // Try to fold constant and into select arguments.
7529   if (isa<Constant>(Op0))
7530     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
7531       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7532         return R;
7533
7534   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
7535     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
7536       return Res;
7537   return 0;
7538 }
7539
7540 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
7541                                                BinaryOperator &I) {
7542   bool isLeftShift = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
7543
7544   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
7545   // purpose is to compute bits we don't care about.
7546   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getScalarSizeInBits();
7547   
7548   // shl i32 X, 32 = 0 and srl i8 Y, 9 = 0, ... just don't eliminate
7549   // a signed shift.
7550   //
7551   if (Op1->uge(TypeBits)) {
7552     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
7553       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
7554     else {
7555       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
7556       return &I;
7557     }
7558   }
7559   
7560   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
7561   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
7562     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
7563       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
7564         return BinaryOperator::CreateMul(BO->getOperand(0),
7565                                         ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
7566   
7567   // Try to fold constant and into select arguments.
7568   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
7569     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
7570       return R;
7571   if (isa<PHINode>(Op0))
7572     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
7573       return NV;
7574   
7575   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
7576   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
7577     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
7578     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
7579     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
7580     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
7581     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
7582     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
7583     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
7584         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
7585       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
7586       Constant *ShAmt = ConstantExpr::getZExt(Op1, TrOp->getType());
7587       // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
7588       Value *NSh = Builder->CreateBinOp(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,I.getName());
7589
7590       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
7591       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
7592       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
7593       // other xforms later if dead.
7594       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getScalarSizeInBits();
7595       unsigned DstSize = TI->getType()->getScalarSizeInBits();
7596       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
7597       
7598       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
7599       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
7600       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
7601       // mask as appropriate.
7602       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
7603         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
7604       else {
7605         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
7606         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
7607       }
7608
7609       // shift1 & 0x00FF
7610       Value *And = Builder->CreateAnd(NSh, ConstantInt::get(*Context, MaskV),
7611                                       TI->getName());
7612
7613       // Return the value truncated to the interesting size.
7614       return new TruncInst(And, I.getType());
7615     }
7616   }
7617   
7618   if (Op0->hasOneUse()) {
7619     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
7620       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7621       Value *V1, *V2;
7622       ConstantInt *CC;
7623       switch (Op0BO->getOpcode()) {
7624         default: break;
7625         case Instruction::Add:
7626         case Instruction::And:
7627         case Instruction::Or:
7628         case Instruction::Xor: {
7629           // These operators commute.
7630           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7631           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
7632               match(Op0BO->getOperand(1), m_Shr(m_Value(V1),
7633                     m_Specific(Op1)))) {
7634             Value *YS =         // (Y << C)
7635               Builder->CreateShl(Op0BO->getOperand(0), Op1, Op0BO->getName());
7636             // (X + (Y << C))
7637             Value *X = Builder->CreateBinOp(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
7638                                             Op0BO->getOperand(1)->getName());
7639             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7640             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(*Context,
7641                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7642           }
7643           
7644           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
7645           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
7646           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
7647               match(Op0BOOp1, 
7648                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Specific(Op1)),
7649                           m_ConstantInt(CC))) &&
7650               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7651             Value *YS =   // (Y << C)
7652               Builder->CreateShl(Op0BO->getOperand(0), Op1,
7653                                            Op0BO->getName());
7654             // X & (CC << C)
7655             Value *XM = Builder->CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
7656                                            V1->getName()+".mask");
7657             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
7658           }
7659         }
7660           
7661         // FALL THROUGH.
7662         case Instruction::Sub: {
7663           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
7664           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7665               match(Op0BO->getOperand(0), m_Shr(m_Value(V1),
7666                     m_Specific(Op1)))) {
7667             Value *YS =  // (Y << C)
7668               Builder->CreateShl(Op0BO->getOperand(1), Op1, Op0BO->getName());
7669             // (X + (Y << C))
7670             Value *X = Builder->CreateBinOp(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
7671                                             Op0BO->getOperand(0)->getName());
7672             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7673             return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(*Context,
7674                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
7675           }
7676           
7677           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
7678           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
7679               match(Op0BO->getOperand(0),
7680                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
7681                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
7682               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
7683                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
7684             Value *YS = // (Y << C)
7685               Builder->CreateShl(Op0BO->getOperand(1), Op1, Op0BO->getName());
7686             // X & (CC << C)
7687             Value *XM = Builder->CreateAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
7688                                            V1->getName()+".mask");
7689             
7690             return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
7691           }
7692           
7693           break;
7694         }
7695       }
7696       
7697       
7698       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
7699       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
7700       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
7701         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
7702         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
7703         
7704         switch (Op0BO->getOpcode()) {
7705           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
7706           case Instruction::Add:
7707             isValid = isLeftShift;
7708             break;
7709           case Instruction::Or:
7710           case Instruction::Xor:
7711             highBitSet = false;
7712             break;
7713           case Instruction::And:
7714             highBitSet = true;
7715             break;
7716         }
7717         
7718         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
7719         // by the logical operation, do not perform the transformation.
7720         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
7721         // the constant which would cause it to be modified for this
7722         // operation.
7723         //
7724         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
7725           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
7726         
7727         if (isValid) {
7728           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
7729           
7730           Value *NewShift =
7731             Builder->CreateBinOp(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
7732           NewShift->takeName(Op0BO);
7733           
7734           return BinaryOperator::Create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
7735                                         NewRHS);
7736         }
7737       }
7738     }
7739   }
7740   
7741   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
7742   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
7743   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
7744     ShiftOp = 0;
7745   
7746   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
7747     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
7748     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
7749     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
7750     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
7751     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
7752     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
7753     
7754     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
7755     
7756     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
7757     
7758     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
7759     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
7760       // If this is oversized composite shift, then unsigned shifts get 0, ashr
7761       // saturates.
7762       if (AmtSum >= TypeBits) {
7763         if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
7764           return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
7765         AmtSum = TypeBits-1;  // Saturate to 31 for i32 ashr.
7766       }
7767       
7768       return BinaryOperator::Create(I.getOpcode(), X,
7769                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7770     }
7771     
7772     if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
7773         I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
7774       if (AmtSum >= TypeBits)
7775         return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
7776       
7777       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
7778       return BinaryOperator::CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7779     }
7780     
7781     if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
7782         I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7783       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
7784       if (AmtSum >= TypeBits)
7785         AmtSum = TypeBits-1;
7786       
7787       Value *Shift = Builder->CreateAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
7788
7789       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7790       return BinaryOperator::CreateAnd(Shift, ConstantInt::get(*Context, Mask));
7791     }
7792     
7793     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
7794     // right.  See if the amounts are equal.
7795     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
7796       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
7797       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7798         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7799         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(*Context, Mask));
7800       }
7801       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
7802       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7803         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
7804         return BinaryOperator::CreateAnd(X, ConstantInt::get(*Context, Mask));
7805       }
7806       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
7807       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
7808       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
7809       // generators.
7810       const Type *SExtType = 0;
7811       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
7812       case 1  :
7813       case 8  :
7814       case 16 :
7815       case 32 :
7816       case 64 :
7817       case 128:
7818         SExtType = IntegerType::get(*Context, Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
7819         break;
7820       default: break;
7821       }
7822       if (SExtType)
7823         return new SExtInst(Builder->CreateTrunc(X, SExtType, "sext"), Ty);
7824       // Otherwise, we can't handle it yet.
7825     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
7826       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
7827       
7828       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
7829       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7830         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7831                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7832         Value *Shift = Builder->CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7833         
7834         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7835         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift,
7836                                          ConstantInt::get(*Context, Mask));
7837       }
7838       
7839       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
7840       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7841         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7842         Value *Shift = Builder->CreateLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7843         
7844         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7845         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift,
7846                                          ConstantInt::get(*Context, Mask));
7847       }
7848       
7849       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
7850     } else {
7851       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
7852       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
7853
7854       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
7855       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
7856         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
7857                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
7858         Value *Shift = Builder->CreateBinOp(ShiftOp->getOpcode(), X,
7859                                             ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7860         
7861         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7862         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift,
7863                                          ConstantInt::get(*Context, Mask));
7864       }
7865       
7866       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
7867       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
7868         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
7869         Value *Shift = Builder->CreateShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
7870         
7871         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
7872         return BinaryOperator::CreateAnd(Shift,
7873                                          ConstantInt::get(*Context, Mask));
7874       }
7875       
7876       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
7877     }
7878   }
7879   return 0;
7880 }
7881
7882
7883 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
7884 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
7885 /// X*Scale+Offset.
7886 ///
7887 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
7888                                         int &Offset, LLVMContext *Context) {
7889   assert(Val->getType() == Type::getInt32Ty(*Context) && 
7890          "Unexpected allocation size type!");
7891   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
7892     Offset = CI->getZExtValue();
7893     Scale  = 0;
7894     return ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), 0);
7895   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
7896     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
7897       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
7898         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
7899         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
7900         Offset = 0;
7901         return I->getOperand(0);
7902       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
7903         // This value is scaled by 'RHS'.
7904         Scale = RHS->getZExtValue();
7905         Offset = 0;
7906         return I->getOperand(0);
7907       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
7908         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
7909         // where C1 is divisible by C2.
7910         unsigned SubScale;
7911         Value *SubVal = 
7912           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale,
7913                                     Offset, Context);
7914         Offset += RHS->getZExtValue();
7915         Scale = SubScale;
7916         return SubVal;
7917       }
7918     }
7919   }
7920
7921   // Otherwise, we can't look past this.
7922   Scale = 1;
7923   Offset = 0;
7924   return Val;
7925 }
7926
7927
7928 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
7929 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
7930 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
7931                                                    AllocaInst &AI) {
7932   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
7933   
7934   BuilderTy AllocaBuilder(*Builder);
7935   AllocaBuilder.SetInsertPoint(AI.getParent(), &AI);
7936   
7937   // Remove any uses of AI that are dead.
7938   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
7939   
7940   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
7941     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
7942     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
7943       while (UI != E && *UI == User)
7944         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
7945       
7946       ++NumDeadInst;
7947       DEBUG(errs() << "IC: DCE: " << *User << '\n');
7948       EraseInstFromFunction(*User);
7949     }
7950   }
7951
7952   // This requires TargetData to get the alloca alignment and size information.
7953   if (!TD) return 0;
7954
7955   // Get the type really allocated and the type casted to.
7956   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
7957   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
7958   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
7959
7960   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
7961   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
7962   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
7963
7964   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
7965   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
7966   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.  (A reference
7967   // from a dbg.declare doesn't count as a use for this purpose.)
7968   if (!AI.hasOneUse() && !hasOneUsePlusDeclare(&AI) &&
7969       CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
7970
7971   uint64_t AllocElTySize = TD->getTypeAllocSize(AllocElTy);
7972   uint64_t CastElTySize = TD->getTypeAllocSize(CastElTy);
7973   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
7974
7975   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
7976   // size argument.
7977   unsigned ArraySizeScale;
7978   int ArrayOffset;
7979   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
7980     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale,
7981                               ArrayOffset, Context);
7982  
7983   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
7984   // do the xform.
7985   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
7986       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
7987
7988   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
7989   Value *Amt = 0;
7990   if (Scale == 1) {
7991     Amt = NumElements;
7992   } else {
7993     Amt = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), Scale);
7994     // Insert before the alloca, not before the cast.
7995     Amt = AllocaBuilder.CreateMul(Amt, NumElements, "tmp");
7996   }
7997   
7998   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
7999     Value *Off = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), Offset, true);
8000     Amt = AllocaBuilder.CreateAdd(Amt, Off, "tmp");
8001   }
8002   
8003   AllocaInst *New = AllocaBuilder.CreateAlloca(CastElTy, Amt);
8004   New->setAlignment(AI.getAlignment());
8005   New->takeName(&AI);
8006   
8007   // If the allocation has one real use plus a dbg.declare, just remove the
8008   // declare.
8009   if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(&AI)) {
8010     EraseInstFromFunction(*DI);
8011   }
8012   // If the allocation has multiple real uses, insert a cast and change all
8013   // things that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it
8014   // will die soon.
8015   else if (!AI.hasOneUse()) {
8016     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
8017     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
8018     Value *NewCast = AllocaBuilder.CreateBitCast(New, AI.getType(), "tmpcast");
8019     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
8020   }
8021   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
8022 }
8023
8024 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
8025 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
8026 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
8027 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
8028 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
8029 ///
8030 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
8031 /// extension operation if Ty is larger.
8032 ///
8033 /// If CastOpc is a truncation, then Ty will be a type smaller than V.  We
8034 /// should return true if trunc(V) can be computed by computing V in the smaller
8035 /// type.  If V is an instruction, then trunc(inst(x,y)) can be computed as
8036 /// inst(trunc(x),trunc(y)), which only makes sense if x and y can be
8037 /// efficiently truncated.
8038 ///
8039 /// If CastOpc is a sext or zext, we are asking if the low bits of the value can
8040 /// bit computed in a larger type, which is then and'd or sext_in_reg'd to get
8041 /// the final result.
8042 bool InstCombiner::CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty,
8043                                               unsigned CastOpc,
8044                                               int &NumCastsRemoved){
8045   // We can always evaluate constants in another type.
8046   if (isa<Constant>(V))
8047     return true;
8048   
8049   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
8050   if (!I) return false;
8051   
8052   const Type *OrigTy = V->getType();
8053   
8054   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
8055   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
8056     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
8057     // it, and this will remove a cast overall.
8058     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
8059       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
8060       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
8061       // casts first.
8062       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)) && I->hasOneUse())
8063         ++NumCastsRemoved;
8064       return true;
8065     }
8066   }
8067
8068   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
8069   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
8070   if (!I->hasOneUse()) return false;
8071
8072   unsigned Opc = I->getOpcode();
8073   switch (Opc) {
8074   case Instruction::Add:
8075   case Instruction::Sub:
8076   case Instruction::Mul:
8077   case Instruction::And:
8078   case Instruction::Or:
8079   case Instruction::Xor:
8080     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
8081     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
8082                                       NumCastsRemoved) &&
8083            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
8084                                       NumCastsRemoved);
8085
8086   case Instruction::UDiv:
8087   case Instruction::URem: {
8088     // UDiv and URem can be truncated if all the truncated bits are zero.
8089     uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
8090     uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
8091     if (BitWidth < OrigBitWidth) {
8092       APInt Mask = APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth);
8093       if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(0), Mask) &&
8094           MaskedValueIsZero(I->getOperand(1), Mask)) {
8095         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
8096                                           NumCastsRemoved) &&
8097                CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
8098                                           NumCastsRemoved);
8099       }
8100     }
8101     break;
8102   }
8103   case Instruction::Shl:
8104     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
8105     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
8106     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
8107       uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
8108       if (BitWidth < OrigTy->getScalarSizeInBits() &&
8109           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
8110         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
8111                                           NumCastsRemoved);
8112     }
8113     break;
8114   case Instruction::LShr:
8115     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
8116     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
8117     // already zeros.
8118     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
8119       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getScalarSizeInBits();
8120       uint32_t BitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
8121       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
8122           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
8123             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
8124           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
8125         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
8126                                           NumCastsRemoved);
8127       }
8128     }
8129     break;
8130   case Instruction::ZExt:
8131   case Instruction::SExt:
8132   case Instruction::Trunc:
8133     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
8134     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
8135     // of casts in the input.
8136     if (Opc == CastOpc)
8137       return true;
8138
8139     // sext (zext ty1), ty2 -> zext ty2
8140     if (CastOpc == Instruction::SExt && Opc == Instruction::ZExt)
8141       return true;
8142     break;
8143   case Instruction::Select: {
8144     SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
8145     return CanEvaluateInDifferentType(SI->getTrueValue(), Ty, CastOpc,
8146                                       NumCastsRemoved) &&
8147            CanEvaluateInDifferentType(SI->getFalseValue(), Ty, CastOpc,
8148                                       NumCastsRemoved);
8149   }
8150   case Instruction::PHI: {
8151     // We can change a phi if we can change all operands.
8152     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
8153     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
8154       if (!CanEvaluateInDifferentType(PN->getIncomingValue(i), Ty, CastOpc,
8155                                       NumCastsRemoved))
8156         return false;
8157     return true;
8158   }
8159   default:
8160     // TODO: Can handle more cases here.
8161     break;
8162   }
8163   
8164   return false;
8165 }
8166
8167 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
8168 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
8169 /// evaluate the expression.
8170 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
8171                                              bool isSigned) {
8172   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
8173     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
8174
8175   // Otherwise, it must be an instruction.
8176   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
8177   Instruction *Res = 0;
8178   unsigned Opc = I->getOpcode();
8179   switch (Opc) {
8180   case Instruction::Add:
8181   case Instruction::Sub:
8182   case Instruction::Mul:
8183   case Instruction::And:
8184   case Instruction::Or:
8185   case Instruction::Xor:
8186   case Instruction::AShr:
8187   case Instruction::LShr:
8188   case Instruction::Shl:
8189   case Instruction::UDiv:
8190   case Instruction::URem: {
8191     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
8192     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
8193     Res = BinaryOperator::Create((Instruction::BinaryOps)Opc, LHS, RHS);
8194     break;
8195   }    
8196   case Instruction::Trunc:
8197   case Instruction::ZExt:
8198   case Instruction::SExt:
8199     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
8200     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
8201     // new.
8202     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
8203       return I->getOperand(0);
8204     
8205     // Otherwise, must be the same type of cast, so just reinsert a new one.
8206     Res = CastInst::Create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),Ty);
8207     break;
8208   case Instruction::Select: {
8209     Value *True = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
8210     Value *False = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(2), Ty, isSigned);
8211     Res = SelectInst::Create(I->getOperand(0), True, False);
8212     break;
8213   }
8214   case Instruction::PHI: {
8215     PHINode *OPN = cast<PHINode>(I);
8216     PHINode *NPN = PHINode::Create(Ty);
8217     for (unsigned i = 0, e = OPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8218       Value *V =EvaluateInDifferentType(OPN->getIncomingValue(i), Ty, isSigned);
8219       NPN->addIncoming(V, OPN->getIncomingBlock(i));
8220     }
8221     Res = NPN;
8222     break;
8223   }
8224   default: 
8225     // TODO: Can handle more cases here.
8226     llvm_unreachable("Unreachable!");
8227     break;
8228   }
8229   
8230   Res->takeName(I);
8231   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
8232 }
8233
8234 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
8235 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
8236   Value *Src = CI.getOperand(0);
8237
8238   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
8239   // eliminate it now.
8240   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8241     if (Instruction::CastOps opc = 
8242         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
8243       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
8244       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
8245       return CastInst::Create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
8246     }
8247   }
8248
8249   // If we are casting a select then fold the cast into the select
8250   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
8251     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
8252       return NV;
8253
8254   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
8255   if (isa<PHINode>(Src)) {
8256     // We don't do this if this would create a PHI node with an illegal type if
8257     // it is currently legal.
8258     if (!isa<IntegerType>(Src->getType()) ||
8259         !isa<IntegerType>(CI.getType()) ||
8260         ShouldChangeType(CI.getType(), Src->getType(), TD))
8261       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
8262         return NV;
8263   }
8264   
8265   return 0;
8266 }
8267
8268 /// FindElementAtOffset - Given a type and a constant offset, determine whether
8269 /// or not there is a sequence of GEP indices into the type that will land us at
8270 /// the specified offset.  If so, fill them into NewIndices and return the
8271 /// resultant element type, otherwise return null.
8272 static const Type *FindElementAtOffset(const Type *Ty, int64_t Offset, 
8273                                        SmallVectorImpl<Value*> &NewIndices,
8274                                        const TargetData *TD,
8275                                        LLVMContext *Context) {
8276   if (!TD) return 0;
8277   if (!Ty->isSized()) return 0;
8278   
8279   // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
8280   // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
8281   // is something like [0 x {int, int}]
8282   const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType(*Context);
8283   int64_t FirstIdx = 0;
8284   if (int64_t TySize = TD->getTypeAllocSize(Ty)) {
8285     FirstIdx = Offset/TySize;
8286     Offset -= FirstIdx*TySize;
8287     
8288     // Handle hosts where % returns negative instead of values [0..TySize).
8289     if (Offset < 0) {
8290       --FirstIdx;
8291       Offset += TySize;
8292       assert(Offset >= 0);
8293     }
8294     assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize && "Out of range offset");
8295   }
8296   
8297   NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
8298     
8299   // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
8300   while (Offset) {
8301     // Indexing into tail padding between struct/array elements.
8302     if (uint64_t(Offset*8) >= TD->getTypeSizeInBits(Ty))
8303       return 0;
8304     
8305     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
8306       const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
8307       assert(Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes() &&
8308              "Offset must stay within the indexed type");
8309       
8310       unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
8311       NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), Elt));
8312       
8313       Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
8314       Ty = STy->getElementType(Elt);
8315     } else if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
8316       uint64_t EltSize = TD->getTypeAllocSize(AT->getElementType());
8317       assert(EltSize && "Cannot index into a zero-sized array");
8318       NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
8319       Offset %= EltSize;
8320       Ty = AT->getElementType();
8321     } else {
8322       // Otherwise, we can't index into the middle of this atomic type, bail.
8323       return 0;
8324     }
8325   }
8326   
8327   return Ty;
8328 }
8329
8330 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
8331 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
8332   Value *Src = CI.getOperand(0);
8333   
8334   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
8335     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
8336     // this into a cast of the original pointer!
8337     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
8338       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
8339       // here because the pointer operand is being replaced with another 
8340       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
8341       Worklist.Add(GEP);
8342       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
8343       return &CI;
8344     }
8345     
8346     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
8347     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
8348     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
8349     // non-type-safe code.
8350     if (TD && GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
8351       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
8352         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
8353         ConstantInt *OffsetV = cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, *this));
8354         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
8355         
8356         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
8357         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
8358         const Type *GEPIdxTy =
8359           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
8360         SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
8361         if (FindElementAtOffset(GEPIdxTy, Offset, NewIndices, TD, Context)) {
8362           // If we were able to index down into an element, create the GEP
8363           // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
8364           // two.
8365           Value *NGEP = cast<GEPOperator>(GEP)->isInBounds() ?
8366             Builder->CreateInBoundsGEP(OrigBase,
8367                                        NewIndices.begin(), NewIndices.end()) :
8368             Builder->CreateGEP(OrigBase, NewIndices.begin(), NewIndices.end());
8369           NGEP->takeName(GEP);
8370           
8371           if (isa<BitCastInst>(CI))
8372             return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
8373           assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
8374           return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
8375         }
8376       }      
8377     }
8378   }
8379     
8380   return commonCastTransforms(CI);
8381 }
8382
8383 /// commonIntCastTransforms - This function implements the common transforms
8384 /// for trunc, zext, and sext.
8385 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
8386   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
8387     return Result;
8388
8389   Value *Src = CI.getOperand(0);
8390   const Type *SrcTy = Src->getType();
8391   const Type *DestTy = CI.getType();
8392   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getScalarSizeInBits();
8393   uint32_t DestBitSize = DestTy->getScalarSizeInBits();
8394
8395   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
8396   // purpose is to compute bits we don't care about.
8397   if (SimplifyDemandedInstructionBits(CI))
8398     return &CI;
8399
8400   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
8401   // can't do anything more. 
8402   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
8403   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
8404     return 0;
8405
8406   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
8407   int NumCastsRemoved = 0;
8408   // Only do this if the dest type is a simple type, don't convert the
8409   // expression tree to something weird like i93 unless the source is also
8410   // strange.
8411   if ((isa<VectorType>(DestTy) ||
8412        ShouldChangeType(SrcI->getType(), DestTy, TD)) &&
8413       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy,
8414                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
8415     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
8416     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
8417     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
8418     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
8419     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
8420     // require that two casts have been eliminated.
8421     bool DoXForm = false;
8422     bool JustReplace = false;
8423     switch (CI.getOpcode()) {
8424     default:
8425       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
8426       // get here because of the check above.
8427       llvm_unreachable("Unknown cast type");
8428     case Instruction::Trunc:
8429       DoXForm = true;
8430       break;
8431     case Instruction::ZExt: {
8432       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
8433       
8434       if (!DoXForm && 0) {
8435         // If it's unnecessary to issue an AND to clear the high bits, it's
8436         // always profitable to do this xform.
8437         Value *TryRes = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, false);
8438         APInt Mask(APInt::getBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize, DestBitSize));
8439         if (MaskedValueIsZero(TryRes, Mask))
8440           return ReplaceInstUsesWith(CI, TryRes);
8441         
8442         if (Instruction *TryI = dyn_cast<Instruction>(TryRes))
8443           if (TryI->use_empty())
8444             EraseInstFromFunction(*TryI);
8445       }
8446       break;
8447     }
8448     case Instruction::SExt: {
8449       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
8450       if (!DoXForm && !isa<TruncInst>(SrcI) && 0) {
8451         // If we do not have to emit the truncate + sext pair, then it's always
8452         // profitable to do this xform.
8453         //
8454         // It's not safe to eliminate the trunc + sext pair if one of the
8455         // eliminated cast is a truncate. e.g.
8456         // t2 = trunc i32 t1 to i16
8457         // t3 = sext i16 t2 to i32
8458         // !=
8459         // i32 t1
8460         Value *TryRes = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, true);
8461         unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(TryRes);
8462         if (NumSignBits > (DestBitSize - SrcBitSize))
8463           return ReplaceInstUsesWith(CI, TryRes);
8464         
8465         if (Instruction *TryI = dyn_cast<Instruction>(TryRes))
8466           if (TryI->use_empty())
8467             EraseInstFromFunction(*TryI);
8468       }
8469       break;
8470     }
8471     }
8472     
8473     if (DoXForm) {
8474       DEBUG(errs() << "ICE: EvaluateInDifferentType converting expression type"
8475             " to avoid cast: " << CI);
8476       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
8477                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
8478       if (JustReplace)
8479         // Just replace this cast with the result.
8480         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8481
8482       assert(Res->getType() == DestTy);
8483       switch (CI.getOpcode()) {
8484       default: llvm_unreachable("Unknown cast type!");
8485       case Instruction::Trunc:
8486         // Just replace this cast with the result.
8487         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8488       case Instruction::ZExt: {
8489         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
8490
8491         // If the high bits are already zero, just replace this cast with the
8492         // result.
8493         APInt Mask(APInt::getBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize, DestBitSize));
8494         if (MaskedValueIsZero(Res, Mask))
8495           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8496
8497         // We need to emit an AND to clear the high bits.
8498         Constant *C = ConstantInt::get(*Context, 
8499                                  APInt::getLowBitsSet(DestBitSize, SrcBitSize));
8500         return BinaryOperator::CreateAnd(Res, C);
8501       }
8502       case Instruction::SExt: {
8503         // If the high bits are already filled with sign bit, just replace this
8504         // cast with the result.
8505         unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Res);
8506         if (NumSignBits > (DestBitSize - SrcBitSize))
8507           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8508
8509         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
8510         return new SExtInst(Builder->CreateTrunc(Res, Src->getType()), DestTy);
8511       }
8512       }
8513     }
8514   }
8515   
8516   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
8517   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
8518
8519   switch (SrcI->getOpcode()) {
8520   case Instruction::Add:
8521   case Instruction::Mul:
8522   case Instruction::And:
8523   case Instruction::Or:
8524   case Instruction::Xor:
8525     // If we are discarding information, rewrite.
8526     if (DestBitSize < SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
8527       // Don't insert two casts unless at least one can be eliminated.
8528       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) ||
8529           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
8530         Value *Op0c = Builder->CreateTrunc(Op0, DestTy, Op0->getName());
8531         Value *Op1c = Builder->CreateTrunc(Op1, DestTy, Op1->getName());
8532         return BinaryOperator::Create(
8533             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
8534       }
8535     }
8536
8537     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
8538     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
8539         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
8540         Op1 == ConstantInt::getTrue(*Context) &&
8541         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
8542       Value *New = Builder->CreateZExt(Op0, DestTy, Op0->getName());
8543       return BinaryOperator::CreateXor(New,
8544                                       ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
8545     }
8546     break;
8547
8548   case Instruction::Shl: {
8549     // Canonicalize trunc inside shl, if we can.
8550     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1);
8551     if (CI && DestBitSize < SrcBitSize &&
8552         CI->getLimitedValue(DestBitSize) < DestBitSize) {
8553       Value *Op0c = Builder->CreateTrunc(Op0, DestTy, Op0->getName());
8554       Value *Op1c = Builder->CreateTrunc(Op1, DestTy, Op1->getName());
8555       return BinaryOperator::CreateShl(Op0c, Op1c);
8556     }
8557     break;
8558   }
8559   }
8560   return 0;
8561 }
8562
8563 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
8564   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8565     return Result;
8566   
8567   Value *Src = CI.getOperand(0);
8568   const Type *Ty = CI.getType();
8569   uint32_t DestBitWidth = Ty->getScalarSizeInBits();
8570   uint32_t SrcBitWidth = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8571
8572   // Canonicalize trunc x to i1 -> (icmp ne (and x, 1), 0)
8573   if (DestBitWidth == 1) {
8574     Constant *One = ConstantInt::get(Src->getType(), 1);
8575     Src = Builder->CreateAnd(Src, One, "tmp");
8576     Value *Zero = Constant::getNullValue(Src->getType());
8577     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Src, Zero);
8578   }
8579
8580   // Optimize trunc(lshr(), c) to pull the shift through the truncate.
8581   ConstantInt *ShAmtV = 0;
8582   Value *ShiftOp = 0;
8583   if (Src->hasOneUse() &&
8584       match(Src, m_LShr(m_Value(ShiftOp), m_ConstantInt(ShAmtV)))) {
8585     uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
8586     
8587     // Get a mask for the bits shifting in.
8588     APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
8589     if (MaskedValueIsZero(ShiftOp, Mask)) {
8590       if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
8591         return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
8592       
8593       // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
8594       // shift.
8595       Value *V1 = Builder->CreateTrunc(ShiftOp, Ty, ShiftOp->getName());
8596       Value *V2 = ConstantExpr::getTrunc(ShAmtV, Ty);
8597       return BinaryOperator::CreateLShr(V1, V2);
8598     }
8599   }
8600  
8601   return 0;
8602 }
8603
8604 /// transformZExtICmp - Transform (zext icmp) to bitwise / integer operations
8605 /// in order to eliminate the icmp.
8606 Instruction *InstCombiner::transformZExtICmp(ICmpInst *ICI, Instruction &CI,
8607                                              bool DoXform) {
8608   // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
8609   // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
8610   // cast to integer to avoid the comparison.
8611   if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
8612     const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
8613       
8614     // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
8615     // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
8616     if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
8617         (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())) {
8618       if (!DoXform) return ICI;
8619
8620       Value *In = ICI->getOperand(0);
8621       Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
8622                                    In->getType()->getScalarSizeInBits()-1);
8623       In = Builder->CreateLShr(In, Sh, In->getName()+".lobit");
8624       if (In->getType() != CI.getType())
8625         In = Builder->CreateIntCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/, "tmp");
8626
8627       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
8628         Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8629         In = Builder->CreateXor(In, One, In->getName()+".not");
8630       }
8631
8632       return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8633     }
8634       
8635       
8636       
8637     // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8638     // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8639     // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8640     // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8641     // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
8642     // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
8643     // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
8644     // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
8645     if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
8646         // This only works for EQ and NE
8647         ICI->isEquality()) {
8648       // If Op1C some other power of two, convert:
8649       uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
8650       APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
8651       APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
8652       ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
8653         
8654       APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
8655       if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
8656         if (!DoXform) return ICI;
8657
8658         bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
8659         if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
8660           // (X&4) == 2 --> false
8661           // (X&4) != 2 --> true
8662           Constant *Res = ConstantInt::get(Type::getInt1Ty(*Context), isNE);
8663           Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
8664           return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
8665         }
8666           
8667         uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
8668         Value *In = ICI->getOperand(0);
8669         if (ShiftAmt) {
8670           // Perform a logical shr by shiftamt.
8671           // Insert the shift to put the result in the low bit.
8672           In = Builder->CreateLShr(In, ConstantInt::get(In->getType(),ShiftAmt),
8673                                    In->getName()+".lobit");
8674         }
8675           
8676         if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
8677           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
8678           In = Builder->CreateXor(In, One, "tmp");
8679         }
8680           
8681         if (CI.getType() == In->getType())
8682           return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
8683         else
8684           return CastInst::CreateIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
8685       }
8686     }
8687   }
8688
8689   // icmp ne A, B is equal to xor A, B when A and B only really have one bit.
8690   // It is also profitable to transform icmp eq into not(xor(A, B)) because that
8691   // may lead to additional simplifications.
8692   if (ICI->isEquality() && CI.getType() == ICI->getOperand(0)->getType()) {
8693     if (const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(CI.getType())) {
8694       uint32_t BitWidth = ITy->getBitWidth();
8695       Value *LHS = ICI->getOperand(0);
8696       Value *RHS = ICI->getOperand(1);
8697
8698       APInt KnownZeroLHS(BitWidth, 0), KnownOneLHS(BitWidth, 0);
8699       APInt KnownZeroRHS(BitWidth, 0), KnownOneRHS(BitWidth, 0);
8700       APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
8701       ComputeMaskedBits(LHS, TypeMask, KnownZeroLHS, KnownOneLHS);
8702       ComputeMaskedBits(RHS, TypeMask, KnownZeroRHS, KnownOneRHS);
8703
8704       if (KnownZeroLHS == KnownZeroRHS && KnownOneLHS == KnownOneRHS) {
8705         APInt KnownBits = KnownZeroLHS | KnownOneLHS;
8706         APInt UnknownBit = ~KnownBits;
8707         if (UnknownBit.countPopulation() == 1) {
8708           if (!DoXform) return ICI;
8709
8710           Value *Result = Builder->CreateXor(LHS, RHS);
8711
8712           // Mask off any bits that are set and won't be shifted away.
8713           if (KnownOneLHS.uge(UnknownBit))
8714             Result = Builder->CreateAnd(Result,
8715                                         ConstantInt::get(ITy, UnknownBit));
8716
8717           // Shift the bit we're testing down to the lsb.
8718           Result = Builder->CreateLShr(
8719                Result, ConstantInt::get(ITy, UnknownBit.countTrailingZeros()));
8720
8721           if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
8722             Result = Builder->CreateXor(Result, ConstantInt::get(ITy, 1));
8723           Result->takeName(ICI);
8724           return ReplaceInstUsesWith(CI, Result);
8725         }
8726       }
8727     }
8728   }
8729
8730   return 0;
8731 }
8732
8733 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
8734   // If one of the common conversion will work ..
8735   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
8736     return Result;
8737
8738   Value *Src = CI.getOperand(0);
8739
8740   // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
8741   // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
8742   // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
8743   if (TruncInst *CSrc = dyn_cast<TruncInst>(Src)) {   // A->B->C cast
8744     // Get the sizes of the types involved.  We know that the intermediate type
8745     // will be smaller than A or C, but don't know the relation between A and C.
8746     Value *A = CSrc->getOperand(0);
8747     unsigned SrcSize = A->getType()->getScalarSizeInBits();
8748     unsigned MidSize = CSrc->getType()->getScalarSizeInBits();
8749     unsigned DstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8750     // If we're actually extending zero bits, then if
8751     // SrcSize <  DstSize: zext(a & mask)
8752     // SrcSize == DstSize: a & mask
8753     // SrcSize  > DstSize: trunc(a) & mask
8754     if (SrcSize < DstSize) {
8755       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8756       Constant *AndConst = ConstantInt::get(A->getType(), AndValue);
8757       Value *And = Builder->CreateAnd(A, AndConst, CSrc->getName()+".mask");
8758       return new ZExtInst(And, CI.getType());
8759     }
8760     
8761     if (SrcSize == DstSize) {
8762       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
8763       return BinaryOperator::CreateAnd(A, ConstantInt::get(A->getType(),
8764                                                            AndValue));
8765     }
8766     if (SrcSize > DstSize) {
8767       Value *Trunc = Builder->CreateTrunc(A, CI.getType(), "tmp");
8768       APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(DstSize, MidSize));
8769       return BinaryOperator::CreateAnd(Trunc, 
8770                                        ConstantInt::get(Trunc->getType(),
8771                                                                AndValue));
8772     }
8773   }
8774
8775   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src))
8776     return transformZExtICmp(ICI, CI);
8777
8778   BinaryOperator *SrcI = dyn_cast<BinaryOperator>(Src);
8779   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Or) {
8780     // zext (or icmp, icmp) --> or (zext icmp), (zext icmp) if at least one
8781     // of the (zext icmp) will be transformed.
8782     ICmpInst *LHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(0));
8783     ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(SrcI->getOperand(1));
8784     if (LHS && RHS && LHS->hasOneUse() && RHS->hasOneUse() &&
8785         (transformZExtICmp(LHS, CI, false) ||
8786          transformZExtICmp(RHS, CI, false))) {
8787       Value *LCast = Builder->CreateZExt(LHS, CI.getType(), LHS->getName());
8788       Value *RCast = Builder->CreateZExt(RHS, CI.getType(), RHS->getName());
8789       return BinaryOperator::Create(Instruction::Or, LCast, RCast);
8790     }
8791   }
8792
8793   // zext(trunc(t) & C) -> (t & zext(C)).
8794   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::And && SrcI->hasOneUse())
8795     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1)))
8796       if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(SrcI->getOperand(0))) {
8797         Value *TI0 = TI->getOperand(0);
8798         if (TI0->getType() == CI.getType())
8799           return
8800             BinaryOperator::CreateAnd(TI0,
8801                                 ConstantExpr::getZExt(C, CI.getType()));
8802       }
8803
8804   // zext((trunc(t) & C) ^ C) -> ((t & zext(C)) ^ zext(C)).
8805   if (SrcI && SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor && SrcI->hasOneUse())
8806     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1)))
8807       if (BinaryOperator *And = dyn_cast<BinaryOperator>(SrcI->getOperand(0)))
8808         if (And->getOpcode() == Instruction::And && And->hasOneUse() &&
8809             And->getOperand(1) == C)
8810           if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(And->getOperand(0))) {
8811             Value *TI0 = TI->getOperand(0);
8812             if (TI0->getType() == CI.getType()) {
8813               Constant *ZC = ConstantExpr::getZExt(C, CI.getType());
8814               Value *NewAnd = Builder->CreateAnd(TI0, ZC, "tmp");
8815               return BinaryOperator::CreateXor(NewAnd, ZC);
8816             }
8817           }
8818
8819   return 0;
8820 }
8821
8822 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
8823   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
8824     return I;
8825   
8826   Value *Src = CI.getOperand(0);
8827   
8828   // Canonicalize sign-extend from i1 to a select.
8829   if (Src->getType() == Type::getInt1Ty(*Context))
8830     return SelectInst::Create(Src,
8831                               Constant::getAllOnesValue(CI.getType()),
8832                               Constant::getNullValue(CI.getType()));
8833
8834   // See if the value being truncated is already sign extended.  If so, just
8835   // eliminate the trunc/sext pair.
8836   if (Operator::getOpcode(Src) == Instruction::Trunc) {
8837     Value *Op = cast<User>(Src)->getOperand(0);
8838     unsigned OpBits   = Op->getType()->getScalarSizeInBits();
8839     unsigned MidBits  = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8840     unsigned DestBits = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8841     unsigned NumSignBits = ComputeNumSignBits(Op);
8842
8843     if (OpBits == DestBits) {
8844       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 24 sign
8845       // bits, it is already ready.
8846       if (NumSignBits > DestBits-MidBits)
8847         return ReplaceInstUsesWith(CI, Op);
8848     } else if (OpBits < DestBits) {
8849       // Op is i32, Mid is i8, and Dest is i64.  If Op has more than 24 sign
8850       // bits, just sext from i32.
8851       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8852         return new SExtInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8853     } else {
8854       // Op is i64, Mid is i8, and Dest is i32.  If Op has more than 56 sign
8855       // bits, just truncate to i32.
8856       if (NumSignBits > OpBits-MidBits)
8857         return new TruncInst(Op, CI.getType(), "tmp");
8858     }
8859   }
8860
8861   // If the input is a shl/ashr pair of a same constant, then this is a sign
8862   // extension from a smaller value.  If we could trust arbitrary bitwidth
8863   // integers, we could turn this into a truncate to the smaller bit and then
8864   // use a sext for the whole extension.  Since we don't, look deeper and check
8865   // for a truncate.  If the source and dest are the same type, eliminate the
8866   // trunc and extend and just do shifts.  For example, turn:
8867   //   %a = trunc i32 %i to i8
8868   //   %b = shl i8 %a, 6
8869   //   %c = ashr i8 %b, 6
8870   //   %d = sext i8 %c to i32
8871   // into:
8872   //   %a = shl i32 %i, 30
8873   //   %d = ashr i32 %a, 30
8874   Value *A = 0;
8875   ConstantInt *BA = 0, *CA = 0;
8876   if (match(Src, m_AShr(m_Shl(m_Value(A), m_ConstantInt(BA)),
8877                         m_ConstantInt(CA))) &&
8878       BA == CA && isa<TruncInst>(A)) {
8879     Value *I = cast<TruncInst>(A)->getOperand(0);
8880     if (I->getType() == CI.getType()) {
8881       unsigned MidSize = Src->getType()->getScalarSizeInBits();
8882       unsigned SrcDstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8883       unsigned ShAmt = CA->getZExtValue()+SrcDstSize-MidSize;
8884       Constant *ShAmtV = ConstantInt::get(CI.getType(), ShAmt);
8885       I = Builder->CreateShl(I, ShAmtV, CI.getName());
8886       return BinaryOperator::CreateAShr(I, ShAmtV);
8887     }
8888   }
8889   
8890   return 0;
8891 }
8892
8893 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
8894 /// in the specified FP type without changing its value.
8895 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const fltSemantics &Sem,
8896                               LLVMContext *Context) {
8897   bool losesInfo;
8898   APFloat F = CFP->getValueAPF();
8899   (void)F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven, &losesInfo);
8900   if (!losesInfo)
8901     return ConstantFP::get(*Context, F);
8902   return 0;
8903 }
8904
8905 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
8906 /// through it until we get the source value.
8907 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V, LLVMContext *Context) {
8908   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
8909     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
8910       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0), Context);
8911   
8912   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
8913   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
8914   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
8915   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
8916     if (CFP->getType() == Type::getPPC_FP128Ty(*Context))
8917       return V;  // No constant folding of this.
8918     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
8919     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEsingle, Context))
8920       return V;
8921     if (CFP->getType() == Type::getDoubleTy(*Context))
8922       return V;  // Won't shrink.
8923     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, APFloat::IEEEdouble, Context))
8924       return V;
8925     // Don't try to shrink to various long double types.
8926   }
8927   
8928   return V;
8929 }
8930
8931 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
8932   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
8933     return I;
8934   
8935   // If we have fptrunc(fadd (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
8936   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
8937   // the add as the smaller type.  This applies to fadd/fsub/fmul/fdiv as well as
8938   // many builtins (sqrt, etc).
8939   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
8940   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
8941     switch (OpI->getOpcode()) {
8942     default: break;
8943     case Instruction::FAdd:
8944     case Instruction::FSub:
8945     case Instruction::FMul:
8946     case Instruction::FDiv:
8947     case Instruction::FRem:
8948       const Type *SrcTy = OpI->getType();
8949       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0), Context);
8950       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1), Context);
8951       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
8952           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
8953         unsigned DstSize = CI.getType()->getScalarSizeInBits();
8954         // If the source types were both smaller than the destination type of
8955         // the cast, do this xform.
8956         if (LHSTrunc->getType()->getScalarSizeInBits() <= DstSize &&
8957             RHSTrunc->getType()->getScalarSizeInBits() <= DstSize) {
8958           LHSTrunc = Builder->CreateFPExt(LHSTrunc, CI.getType());
8959           RHSTrunc = Builder->CreateFPExt(RHSTrunc, CI.getType());
8960           return BinaryOperator::Create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
8961         }
8962       }
8963       break;  
8964     }
8965   }
8966   return 0;
8967 }
8968
8969 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
8970   return commonCastTransforms(CI);
8971 }
8972
8973 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(FPToUIInst &FI) {
8974   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8975   if (OpI == 0)
8976     return commonCastTransforms(FI);
8977
8978   // fptoui(uitofp(X)) --> X
8979   // fptoui(sitofp(X)) --> X
8980   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
8981   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
8982   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
8983   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
8984   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
8985       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
8986       (int)FI.getType()->getScalarSizeInBits() < /*extra bit for sign */
8987                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
8988     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
8989
8990   return commonCastTransforms(FI);
8991 }
8992
8993 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(FPToSIInst &FI) {
8994   Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(FI.getOperand(0));
8995   if (OpI == 0)
8996     return commonCastTransforms(FI);
8997   
8998   // fptosi(sitofp(X)) --> X
8999   // fptosi(uitofp(X)) --> X
9000   // This is safe if the intermediate type has enough bits in its mantissa to
9001   // accurately represent all values of X.  For example, do not do this with
9002   // i64->float->i64.  This is also safe for sitofp case, because any negative
9003   // 'X' value would cause an undefined result for the fptoui. 
9004   if ((isa<UIToFPInst>(OpI) || isa<SIToFPInst>(OpI)) &&
9005       OpI->getOperand(0)->getType() == FI.getType() &&
9006       (int)FI.getType()->getScalarSizeInBits() <=
9007                     OpI->getType()->getFPMantissaWidth())
9008     return ReplaceInstUsesWith(FI, OpI->getOperand(0));
9009   
9010   return commonCastTransforms(FI);
9011 }
9012
9013 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
9014   return commonCastTransforms(CI);
9015 }
9016
9017 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
9018   return commonCastTransforms(CI);
9019 }
9020
9021 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(PtrToIntInst &CI) {
9022   // If the destination integer type is smaller than the intptr_t type for
9023   // this target, do a ptrtoint to intptr_t then do a trunc.  This allows the
9024   // trunc to be exposed to other transforms.  Don't do this for extending
9025   // ptrtoint's, because we don't know if the target sign or zero extends its
9026   // pointers.
9027   if (TD &&
9028       CI.getType()->getScalarSizeInBits() < TD->getPointerSizeInBits()) {
9029     Value *P = Builder->CreatePtrToInt(CI.getOperand(0),
9030                                        TD->getIntPtrType(CI.getContext()),
9031                                        "tmp");
9032     return new TruncInst(P, CI.getType());
9033   }
9034   
9035   return commonPointerCastTransforms(CI);
9036 }
9037
9038 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
9039   // If the source integer type is larger than the intptr_t type for
9040   // this target, do a trunc to the intptr_t type, then inttoptr of it.  This
9041   // allows the trunc to be exposed to other transforms.  Don't do this for
9042   // extending inttoptr's, because we don't know if the target sign or zero
9043   // extends to pointers.
9044   if (TD && CI.getOperand(0)->getType()->getScalarSizeInBits() >
9045       TD->getPointerSizeInBits()) {
9046     Value *P = Builder->CreateTrunc(CI.getOperand(0),
9047                                     TD->getIntPtrType(CI.getContext()), "tmp");
9048     return new IntToPtrInst(P, CI.getType());
9049   }
9050   
9051   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
9052     return I;
9053
9054   return 0;
9055 }
9056
9057 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
9058   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
9059   // otherwise just apply the common ones.
9060   Value *Src = CI.getOperand(0);
9061   const Type *SrcTy = Src->getType();
9062   const Type *DestTy = CI.getType();
9063
9064   if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
9065     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
9066       return I;
9067   } else {
9068     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
9069       return Result;
9070   }
9071
9072
9073   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
9074   // be replaced by the operand.
9075   if (DestTy == Src->getType())
9076     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
9077
9078   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
9079     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
9080     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
9081     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
9082     
9083     // If the address spaces don't match, don't eliminate the bitcast, which is
9084     // required for changing types.
9085     if (SrcPTy->getAddressSpace() != DstPTy->getAddressSpace())
9086       return 0;
9087     
9088     // If we are casting a alloca to a pointer to a type of the same
9089     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
9090     // There is no need to modify malloc calls because it is their bitcast that
9091     // needs to be cleaned up.
9092     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Src))
9093       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
9094         return V;
9095     
9096     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
9097     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
9098     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
9099     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context));
9100     unsigned NumZeros = 0;
9101     while (SrcElTy != DstElTy && 
9102            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
9103            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
9104       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
9105       ++NumZeros;
9106     }
9107
9108     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
9109     if (SrcElTy == DstElTy) {
9110       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
9111       return GetElementPtrInst::CreateInBounds(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "",
9112                                                ((Instruction*) NULL));
9113     }
9114   }
9115
9116   if (const VectorType *DestVTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
9117     if (DestVTy->getNumElements() == 1) {
9118       if (!isa<VectorType>(SrcTy)) {
9119         Value *Elem = Builder->CreateBitCast(Src, DestVTy->getElementType());
9120         return InsertElementInst::Create(UndefValue::get(DestTy), Elem,
9121                             Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context)));
9122       }
9123       // FIXME: Canonicalize bitcast(insertelement) -> insertelement(bitcast)
9124     }
9125   }
9126
9127   if (const VectorType *SrcVTy = dyn_cast<VectorType>(SrcTy)) {
9128     if (SrcVTy->getNumElements() == 1) {
9129       if (!isa<VectorType>(DestTy)) {
9130         Value *Elem = 
9131           Builder->CreateExtractElement(Src,
9132                             Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context)));
9133         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Elem, DestTy);
9134       }
9135     }
9136   }
9137
9138   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
9139     if (SVI->hasOneUse()) {
9140       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
9141       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
9142       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
9143           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
9144                 SVI->getType()->getNumElements() &&
9145           SVI->getType()->getNumElements() ==
9146             cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements()) {
9147         CastInst *Tmp;
9148         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
9149         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
9150         // us to eliminate at least one cast.
9151         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
9152              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
9153             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
9154              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
9155           Value *LHS = Builder->CreateBitCast(SVI->getOperand(0), DestTy);
9156           Value *RHS = Builder->CreateBitCast(SVI->getOperand(1), DestTy);
9157           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
9158           // know the vector types match #elts.
9159           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
9160         }
9161       }
9162     }
9163   }
9164   return 0;
9165 }
9166
9167 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
9168 ///   %C = or %A, %B
9169 ///   %D = select %cond, %C, %A
9170 /// into:
9171 ///   %C = select %cond, %B, 0
9172 ///   %D = or %A, %C
9173 ///
9174 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
9175 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
9176 /// equal the other incoming value of the select.
9177 ///
9178 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
9179   switch (I->getOpcode()) {
9180   case Instruction::Add:
9181   case Instruction::Mul:
9182   case Instruction::And:
9183   case Instruction::Or:
9184   case Instruction::Xor:
9185     return 3;              // Can fold through either operand.
9186   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
9187   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
9188   case Instruction::LShr:
9189   case Instruction::AShr:
9190     return 1;
9191   default:
9192     return 0;              // Cannot fold
9193   }
9194 }
9195
9196 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
9197 /// function, return the identity constant that goes into the select.
9198 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I,
9199                                            LLVMContext *Context) {
9200   switch (I->getOpcode()) {
9201   default: llvm_unreachable("This cannot happen!");
9202   case Instruction::Add:
9203   case Instruction::Sub:
9204   case Instruction::Or:
9205   case Instruction::Xor:
9206   case Instruction::Shl:
9207   case Instruction::LShr:
9208   case Instruction::AShr:
9209     return Constant::getNullValue(I->getType());
9210   case Instruction::And:
9211     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
9212   case Instruction::Mul:
9213     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
9214   }
9215 }
9216
9217 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
9218 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
9219 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
9220                                           Instruction *FI) {
9221   if (TI->getNumOperands() == 1) {
9222     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
9223     // merge.
9224     if (TI->isCast()) {
9225       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
9226         return 0;
9227     } else {
9228       return 0;  // unknown unary op.
9229     }
9230
9231     // Fold this by inserting a select from the input values.
9232     SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
9233                                           FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
9234     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
9235     return CastInst::Create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
9236                             TI->getType());
9237   }
9238
9239   // Only handle binary operators here.
9240   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
9241     return 0;
9242
9243   // Figure out if the operations have any operands in common.
9244   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
9245   bool MatchIsOpZero;
9246   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
9247     MatchOp  = TI->getOperand(0);
9248     OtherOpT = TI->getOperand(1);
9249     OtherOpF = FI->getOperand(1);
9250     MatchIsOpZero = true;
9251   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
9252     MatchOp  = TI->getOperand(1);
9253     OtherOpT = TI->getOperand(0);
9254     OtherOpF = FI->getOperand(0);
9255     MatchIsOpZero = false;
9256   } else if (!TI->isCommutative()) {
9257     return 0;
9258   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
9259     MatchOp  = TI->getOperand(0);
9260     OtherOpT = TI->getOperand(1);
9261     OtherOpF = FI->getOperand(0);
9262     MatchIsOpZero = true;
9263   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
9264     MatchOp  = TI->getOperand(1);
9265     OtherOpT = TI->getOperand(0);
9266     OtherOpF = FI->getOperand(1);
9267     MatchIsOpZero = true;
9268   } else {
9269     return 0;
9270   }
9271
9272   // If we reach here, they do have operations in common.
9273   SelectInst *NewSI = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OtherOpT,
9274                                          OtherOpF, SI.getName()+".v");
9275   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
9276
9277   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
9278     if (MatchIsOpZero)
9279       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
9280     else
9281       return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
9282   }
9283   llvm_unreachable("Shouldn't get here");
9284   return 0;
9285 }
9286
9287 static bool isSelect01(Constant *C1, Constant *C2) {
9288   ConstantInt *C1I = dyn_cast<ConstantInt>(C1);
9289   if (!C1I)
9290     return false;
9291   ConstantInt *C2I = dyn_cast<ConstantInt>(C2);
9292   if (!C2I)
9293     return false;
9294   return (C1I->isZero() || C1I->isOne()) && (C2I->isZero() || C2I->isOne());
9295 }
9296
9297 /// FoldSelectIntoOp - Try fold the select into one of the operands to
9298 /// facilitate further optimization.
9299 Instruction *InstCombiner::FoldSelectIntoOp(SelectInst &SI, Value *TrueVal,
9300                                             Value *FalseVal) {
9301   // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
9302   // transformation we are doing here.
9303   if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal)) {
9304     if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
9305         !isa<Constant>(FalseVal)) {
9306       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
9307         unsigned OpToFold = 0;
9308         if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
9309           OpToFold = 1;
9310         } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
9311           OpToFold = 2;
9312         }
9313
9314         if (OpToFold) {
9315           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI, Context);
9316           Value *OOp = TVI->getOperand(2-OpToFold);
9317           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
9318           // between 0 and 1.
9319           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
9320             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), OOp, C);
9321             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9322             NewSel->takeName(TVI);
9323             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
9324               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
9325             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
9326           }
9327         }
9328       }
9329     }
9330   }
9331
9332   if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal)) {
9333     if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
9334         !isa<Constant>(TrueVal)) {
9335       if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
9336         unsigned OpToFold = 0;
9337         if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
9338           OpToFold = 1;
9339         } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
9340           OpToFold = 2;
9341         }
9342
9343         if (OpToFold) {
9344           Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI, Context);
9345           Value *OOp = FVI->getOperand(2-OpToFold);
9346           // Avoid creating select between 2 constants unless it's selecting
9347           // between 0 and 1.
9348           if (!isa<Constant>(OOp) || isSelect01(C, cast<Constant>(OOp))) {
9349             Instruction *NewSel = SelectInst::Create(SI.getCondition(), C, OOp);
9350             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9351             NewSel->takeName(FVI);
9352             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
9353               return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
9354             llvm_unreachable("Unknown instruction!!");
9355           }
9356         }
9357       }
9358     }
9359   }
9360
9361   return 0;
9362 }
9363
9364 /// visitSelectInstWithICmp - Visit a SelectInst that has an
9365 /// ICmpInst as its first operand.
9366 ///
9367 Instruction *InstCombiner::visitSelectInstWithICmp(SelectInst &SI,
9368                                                    ICmpInst *ICI) {
9369   bool Changed = false;
9370   ICmpInst::Predicate Pred = ICI->getPredicate();
9371   Value *CmpLHS = ICI->getOperand(0);
9372   Value *CmpRHS = ICI->getOperand(1);
9373   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
9374   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
9375
9376   // Check cases where the comparison is with a constant that
9377   // can be adjusted to fit the min/max idiom. We may edit ICI in
9378   // place here, so make sure the select is the only user.
9379   if (ICI->hasOneUse())
9380     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CmpRHS)) {
9381       switch (Pred) {
9382       default: break;
9383       case ICmpInst::ICMP_ULT:
9384       case ICmpInst::ICMP_SLT: {
9385         // X < MIN ? T : F  -->  F
9386         if (CI->isMinValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SLT))
9387           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9388         // X < C ? X : C-1  -->  X > C-1 ? C-1 : X
9389         Constant *AdjustedRHS = SubOne(CI);
9390         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
9391             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
9392           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
9393           CmpRHS = AdjustedRHS;
9394           std::swap(FalseVal, TrueVal);
9395           ICI->setPredicate(Pred);
9396           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
9397           SI.setOperand(1, TrueVal);
9398           SI.setOperand(2, FalseVal);
9399           Changed = true;
9400         }
9401         break;
9402       }
9403       case ICmpInst::ICMP_UGT:
9404       case ICmpInst::ICMP_SGT: {
9405         // X > MAX ? T : F  -->  F
9406         if (CI->isMaxValue(Pred == ICmpInst::ICMP_SGT))
9407           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9408         // X > C ? X : C+1  -->  X < C+1 ? C+1 : X
9409         Constant *AdjustedRHS = AddOne(CI);
9410         if ((CmpLHS == TrueVal && AdjustedRHS == FalseVal) ||
9411             (CmpLHS == FalseVal && AdjustedRHS == TrueVal)) {
9412           Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
9413           CmpRHS = AdjustedRHS;
9414           std::swap(FalseVal, TrueVal);
9415           ICI->setPredicate(Pred);
9416           ICI->setOperand(1, CmpRHS);
9417           SI.setOperand(1, TrueVal);
9418           SI.setOperand(2, FalseVal);
9419           Changed = true;
9420         }
9421         break;
9422       }
9423       }
9424
9425       // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31   -> all ones if signed
9426       // (x >s -1) ? -1 : 0 -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
9427       CmpInst::Predicate Pred = CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
9428       if (match(TrueVal, m_ConstantInt<-1>()) &&
9429           match(FalseVal, m_ConstantInt<0>()))
9430         Pred = ICI->getPredicate();
9431       else if (match(TrueVal, m_ConstantInt<0>()) &&
9432                match(FalseVal, m_ConstantInt<-1>()))
9433         Pred = CmpInst::getInversePredicate(ICI->getPredicate());
9434       
9435       if (Pred != CmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE) {
9436         // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
9437         // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
9438         // cast to integer to avoid the comparison.
9439         const APInt &Op1CV = CI->getValue();
9440     
9441         // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
9442         // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
9443         if ((Pred == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
9444             (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT && Op1CV.isAllOnesValue())) {
9445           Value *In = ICI->getOperand(0);
9446           Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
9447                                        In->getType()->getScalarSizeInBits()-1);
9448           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateAShr(In, Sh,
9449                                                         In->getName()+".lobit"),
9450                                    *ICI);
9451           if (In->getType() != SI.getType())
9452             In = CastInst::CreateIntegerCast(In, SI.getType(),
9453                                              true/*SExt*/, "tmp", ICI);
9454     
9455           if (Pred == ICmpInst::ICMP_SGT)
9456             In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(In,
9457                                        In->getName()+".not"), *ICI);
9458     
9459           return ReplaceInstUsesWith(SI, In);
9460         }
9461       }
9462     }
9463
9464   if (CmpLHS == TrueVal && CmpRHS == FalseVal) {
9465     // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
9466     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
9467       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9468     // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
9469     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
9470       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9471     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
9472
9473   } else if (CmpLHS == FalseVal && CmpRHS == TrueVal) {
9474     // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
9475     if (Pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
9476       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9477     // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
9478     if (Pred == ICmpInst::ICMP_NE)
9479       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9480     /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer MIN/MAX
9481   }
9482
9483   /// NOTE: if we wanted to, this is where to detect integer ABS
9484
9485   return Changed ? &SI : 0;
9486 }
9487
9488
9489 /// CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock - SI is a select whose condition is a
9490 /// PHI node (but the two may be in different blocks).  See if the true/false
9491 /// values (V) are live in all of the predecessor blocks of the PHI.  For
9492 /// example, cases like this cannot be mapped:
9493 ///
9494 ///   X = phi [ C1, BB1], [C2, BB2]
9495 ///   Y = add
9496 ///   Z = select X, Y, 0
9497 ///
9498 /// because Y is not live in BB1/BB2.
9499 ///
9500 static bool CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(const Value *V,
9501                                                    const SelectInst &SI) {
9502   // If the value is a non-instruction value like a constant or argument, it
9503   // can always be mapped.
9504   const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
9505   if (I == 0) return true;
9506   
9507   // If V is a PHI node defined in the same block as the condition PHI, we can
9508   // map the arguments.
9509   const PHINode *CondPHI = cast<PHINode>(SI.getCondition());
9510   
9511   if (const PHINode *VP = dyn_cast<PHINode>(I))
9512     if (VP->getParent() == CondPHI->getParent())
9513       return true;
9514   
9515   // Otherwise, if the PHI and select are defined in the same block and if V is
9516   // defined in a different block, then we can transform it.
9517   if (SI.getParent() == CondPHI->getParent() &&
9518       I->getParent() != CondPHI->getParent())
9519     return true;
9520   
9521   // Otherwise we have a 'hard' case and we can't tell without doing more
9522   // detailed dominator based analysis, punt.
9523   return false;
9524 }
9525
9526 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
9527   Value *CondVal = SI.getCondition();
9528   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
9529   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
9530
9531   // select true, X, Y  -> X
9532   // select false, X, Y -> Y
9533   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
9534     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
9535
9536   // select C, X, X -> X
9537   if (TrueVal == FalseVal)
9538     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9539
9540   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
9541     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9542   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
9543     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9544   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
9545     if (isa<Constant>(TrueVal))
9546       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9547     else
9548       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9549   }
9550
9551   if (SI.getType() == Type::getInt1Ty(*Context)) {
9552     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
9553       if (C->getZExtValue()) {
9554         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
9555         return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
9556       } else {
9557         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
9558         Value *NotCond =
9559           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
9560                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
9561         return BinaryOperator::CreateAnd(NotCond, FalseVal);
9562       }
9563     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
9564       if (C->getZExtValue() == false) {
9565         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
9566         return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
9567       } else {
9568         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
9569         Value *NotCond =
9570           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
9571                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
9572         return BinaryOperator::CreateOr(NotCond, TrueVal);
9573       }
9574     }
9575     
9576     // select a, b, a  -> a&b
9577     // select a, a, b  -> a|b
9578     if (CondVal == TrueVal)
9579       return BinaryOperator::CreateOr(CondVal, FalseVal);
9580     else if (CondVal == FalseVal)
9581       return BinaryOperator::CreateAnd(CondVal, TrueVal);
9582   }
9583
9584   // Selecting between two integer constants?
9585   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
9586     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
9587       // select C, 1, 0 -> zext C to int
9588       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
9589         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
9590       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
9591         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
9592         Value *NotCond =
9593           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::CreateNot(CondVal,
9594                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
9595         return CastInst::Create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
9596       }
9597
9598       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
9599         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
9600         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
9601         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
9602         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
9603         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
9604           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
9605               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
9606             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
9607               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
9608                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
9609                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
9610                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
9611                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
9612                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
9613                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
9614                 // true or false val is the zero.
9615                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
9616                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
9617                 Value *V = ICA;
9618                 if (ShouldNotVal)
9619                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::Create(
9620                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
9621                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
9622               }
9623       }
9624     }
9625
9626   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
9627   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
9628     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
9629       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
9630       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
9631         // This is not safe in general for floating point:  
9632         // consider X== -0, Y== +0.
9633         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
9634         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
9635         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
9636               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
9637             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
9638              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
9639         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9640       }
9641       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
9642       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
9643         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9644       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
9645
9646     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
9647       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
9648       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
9649         // This is not safe in general for floating point:  
9650         // consider X== -0, Y== +0.
9651         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
9652         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
9653         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
9654               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
9655             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
9656              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
9657           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
9658       }
9659       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
9660       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
9661         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
9662       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX
9663     }
9664     // NOTE: if we wanted to, this is where to detect ABS
9665   }
9666
9667   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
9668   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal))
9669     if (Instruction *Result = visitSelectInstWithICmp(SI, ICI))
9670       return Result;
9671
9672   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
9673     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
9674       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
9675         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
9676
9677         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
9678         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
9679           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
9680             return IV;
9681
9682         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
9683         // even legal for FP.
9684         if ((TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
9685              FI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
9686             (TI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
9687              FI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
9688           AddOp = FI; SubOp = TI;
9689         } else if ((FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
9690                     TI->getOpcode() == Instruction::Add) ||
9691                    (FI->getOpcode() == Instruction::FSub &&
9692                     TI->getOpcode() == Instruction::FAdd)) {
9693           AddOp = TI; SubOp = FI;
9694         }
9695
9696         if (AddOp) {
9697           Value *OtherAddOp = 0;
9698           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
9699             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
9700           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
9701             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
9702           }
9703
9704           if (OtherAddOp) {
9705             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
9706             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
9707             Value *NegVal;  // Compute -Z
9708             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
9709               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
9710             } else {
9711               NegVal = InsertNewInstBefore(
9712                     BinaryOperator::CreateNeg(SubOp->getOperand(1),
9713                                               "tmp"), SI);
9714             }
9715
9716             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
9717             Value *NewFalseOp = NegVal;
9718             if (AddOp != TI)
9719               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
9720             Instruction *NewSel =
9721               SelectInst::Create(CondVal, NewTrueOp,
9722                                  NewFalseOp, SI.getName() + ".p");
9723
9724             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
9725             return BinaryOperator::CreateAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
9726           }
9727         }
9728       }
9729
9730   // See if we can fold the select into one of our operands.
9731   if (SI.getType()->isInteger()) {
9732     Instruction *FoldI = FoldSelectIntoOp(SI, TrueVal, FalseVal);
9733     if (FoldI)
9734       return FoldI;
9735   }
9736
9737   // See if we can fold the select into a phi node if the condition is a select.
9738   if (isa<PHINode>(SI.getCondition())) 
9739     // The true/false values have to be live in the PHI predecessor's blocks.
9740     if (CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(TrueVal, SI) &&
9741         CanSelectOperandBeMappingIntoPredBlock(FalseVal, SI))
9742       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(SI))
9743         return NV;
9744
9745   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
9746     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
9747     SI.setOperand(1, FalseVal);
9748     SI.setOperand(2, TrueVal);
9749     return &SI;
9750   }
9751
9752   return 0;
9753 }
9754
9755 /// EnforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
9756 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
9757 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
9758 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
9759 /// their preferred alignment from the beginning.
9760 ///
9761 static unsigned EnforceKnownAlignment(Value *V,
9762                                       unsigned Align, unsigned PrefAlign) {
9763
9764   User *U = dyn_cast<User>(V);
9765   if (!U) return Align;
9766
9767   switch (Operator::getOpcode(U)) {
9768   default: break;
9769   case Instruction::BitCast:
9770     return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9771   case Instruction::GetElementPtr: {
9772     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
9773     bool AllZeroOperands = true;
9774     for (User::op_iterator i = U->op_begin() + 1, e = U->op_end(); i != e; ++i)
9775       if (!isa<Constant>(*i) ||
9776           !cast<Constant>(*i)->isNullValue()) {
9777         AllZeroOperands = false;
9778         break;
9779       }
9780
9781     if (AllZeroOperands) {
9782       // Treat this like a bitcast.
9783       return EnforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
9784     }
9785     break;
9786   }
9787   }
9788
9789   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
9790     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
9791     // of the global.
9792     if (!GV->isDeclaration()) {
9793       if (GV->getAlignment() >= PrefAlign)
9794         Align = GV->getAlignment();
9795       else {
9796         GV->setAlignment(PrefAlign);
9797         Align = PrefAlign;
9798       }
9799     }
9800   } else if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
9801     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
9802     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
9803       Align = AI->getAlignment();
9804     else {
9805       AI->setAlignment(PrefAlign);
9806       Align = PrefAlign;
9807     }
9808   }
9809
9810   return Align;
9811 }
9812
9813 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
9814 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
9815 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
9816 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
9817 unsigned InstCombiner::GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V,
9818                                                   unsigned PrefAlign) {
9819   unsigned BitWidth = TD ? TD->getTypeSizeInBits(V->getType()) :
9820                       sizeof(PrefAlign) * CHAR_BIT;
9821   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
9822   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
9823   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne);
9824   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
9825   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
9826
9827   if (PrefAlign > Align)
9828     Align = EnforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
9829   
9830     // We don't need to make any adjustment.
9831   return Align;
9832 }
9833
9834 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
9835   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1));
9836   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2));
9837   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
9838   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment();
9839
9840   if (CopyAlign < MinAlign) {
9841     MI->setAlignment(ConstantInt::get(MI->getAlignmentType(), 
9842                                              MinAlign, false));
9843     return MI;
9844   }
9845   
9846   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
9847   // load/store.
9848   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
9849   if (MemOpLength == 0) return 0;
9850   
9851   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
9852   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
9853   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
9854   // case.
9855   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
9856   if (Size == 0) return MI;  // Delete this mem transfer.
9857   
9858   if (Size > 8 || (Size&(Size-1)))
9859     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
9860   
9861   // Use an integer load+store unless we can find something better.
9862   Type *NewPtrTy =
9863                 PointerType::getUnqual(IntegerType::get(*Context, Size<<3));
9864   
9865   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
9866   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
9867   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
9868   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
9869   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
9870   // integer datatype.
9871   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
9872     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
9873     if (TD && SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
9874       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
9875       // down through these levels if so.
9876       while (!SrcETy->isSingleValueType()) {
9877         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
9878           if (STy->getNumElements() == 1)
9879             SrcETy = STy->getElementType(0);
9880           else
9881             break;
9882         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
9883           if (ATy->getNumElements() == 1)
9884             SrcETy = ATy->getElementType();
9885           else
9886             break;
9887         } else
9888           break;
9889       }
9890       
9891       if (SrcETy->isSingleValueType())
9892         NewPtrTy = PointerType::getUnqual(SrcETy);
9893     }
9894   }
9895   
9896   
9897   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
9898   // infer, use it.
9899   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
9900   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
9901   
9902   Value *Src = Builder->CreateBitCast(MI->getOperand(2), NewPtrTy);
9903   Value *Dest = Builder->CreateBitCast(MI->getOperand(1), NewPtrTy);
9904   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
9905   InsertNewInstBefore(L, *MI);
9906   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
9907
9908   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9909   MI->setOperand(3, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
9910   return MI;
9911 }
9912
9913 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemSet(MemSetInst *MI) {
9914   unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest());
9915   if (MI->getAlignment() < Alignment) {
9916     MI->setAlignment(ConstantInt::get(MI->getAlignmentType(),
9917                                              Alignment, false));
9918     return MI;
9919   }
9920   
9921   // Extract the length and alignment and fill if they are constant.
9922   ConstantInt *LenC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getLength());
9923   ConstantInt *FillC = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getValue());
9924   if (!LenC || !FillC || FillC->getType() != Type::getInt8Ty(*Context))
9925     return 0;
9926   uint64_t Len = LenC->getZExtValue();
9927   Alignment = MI->getAlignment();
9928   
9929   // If the length is zero, this is a no-op
9930   if (Len == 0) return MI; // memset(d,c,0,a) -> noop
9931   
9932   // memset(s,c,n) -> store s, c (for n=1,2,4,8)
9933   if (Len <= 8 && isPowerOf2_32((uint32_t)Len)) {
9934     const Type *ITy = IntegerType::get(*Context, Len*8);  // n=1 -> i8.
9935     
9936     Value *Dest = MI->getDest();
9937     Dest = Builder->CreateBitCast(Dest, PointerType::getUnqual(ITy));
9938
9939     // Alignment 0 is identity for alignment 1 for memset, but not store.
9940     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
9941     
9942     // Extract the fill value and store.
9943     uint64_t Fill = FillC->getZExtValue()*0x0101010101010101ULL;
9944     InsertNewInstBefore(new StoreInst(ConstantInt::get(ITy, Fill),
9945                                       Dest, false, Alignment), *MI);
9946     
9947     // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
9948     MI->setLength(Constant::getNullValue(LenC->getType()));
9949     return MI;
9950   }
9951
9952   return 0;
9953 }
9954
9955
9956 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
9957 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
9958 /// the heavy lifting.
9959 ///
9960 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
9961   if (isFreeCall(&CI))
9962     return visitFree(CI);
9963
9964   // If the caller function is nounwind, mark the call as nounwind, even if the
9965   // callee isn't.
9966   if (CI.getParent()->getParent()->doesNotThrow() &&
9967       !CI.doesNotThrow()) {
9968     CI.setDoesNotThrow();
9969     return &CI;
9970   }
9971   
9972   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
9973   if (!II) return visitCallSite(&CI);
9974   
9975   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
9976   // visitCallSite.
9977   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
9978     bool Changed = false;
9979
9980     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
9981     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
9982       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
9983
9984       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
9985         if (CI->getZExtValue() == 1) {
9986           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
9987           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
9988           // alignment is sufficient.
9989         }
9990     }
9991
9992     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
9993     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
9994     // into a call to memcpy.
9995     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
9996       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
9997         if (GVSrc->isConstant()) {
9998           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
9999           Intrinsic::ID MemCpyID = Intrinsic::memcpy;
10000           const Type *Tys[1];
10001           Tys[0] = CI.getOperand(3)->getType();
10002           CI.setOperand(0, 
10003                         Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID, Tys, 1));
10004           Changed = true;
10005         }
10006     }
10007
10008     if (MemTransferInst *MTI = dyn_cast<MemTransferInst>(MI)) {
10009       // memmove(x,x,size) -> noop.
10010       if (MTI->getSource() == MTI->getDest())
10011         return EraseInstFromFunction(CI);
10012     }
10013
10014     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
10015     // set, update the alignment.
10016     if (isa<MemTransferInst>(MI)) {
10017       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
10018         return I;
10019     } else if (MemSetInst *MSI = dyn_cast<MemSetInst>(MI)) {
10020       if (Instruction *I = SimplifyMemSet(MSI))
10021         return I;
10022     }
10023           
10024     if (Changed) return II;
10025   }
10026   
10027   switch (II->getIntrinsicID()) {
10028   default: break;
10029   case Intrinsic::bswap:
10030     // bswap(bswap(x)) -> x
10031     if (IntrinsicInst *Operand = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1)))
10032       if (Operand->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap)
10033         return ReplaceInstUsesWith(CI, Operand->getOperand(1));
10034     break;
10035   case Intrinsic::uadd_with_overflow: {
10036     Value *LHS = II->getOperand(1), *RHS = II->getOperand(2);
10037     const IntegerType *IT = cast<IntegerType>(II->getOperand(1)->getType());
10038     uint32_t BitWidth = IT->getBitWidth();
10039     APInt Mask = APInt::getSignBit(BitWidth);
10040     APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0);
10041     APInt LHSKnownOne(BitWidth, 0);
10042     ComputeMaskedBits(LHS, Mask, LHSKnownZero, LHSKnownOne);
10043     bool LHSKnownNegative = LHSKnownOne[BitWidth - 1];
10044     bool LHSKnownPositive = LHSKnownZero[BitWidth - 1];
10045
10046     if (LHSKnownNegative || LHSKnownPositive) {
10047       APInt RHSKnownZero(BitWidth, 0);
10048       APInt RHSKnownOne(BitWidth, 0);
10049       ComputeMaskedBits(RHS, Mask, RHSKnownZero, RHSKnownOne);
10050       bool RHSKnownNegative = RHSKnownOne[BitWidth - 1];
10051       bool RHSKnownPositive = RHSKnownZero[BitWidth - 1];
10052       if (LHSKnownNegative && RHSKnownNegative) {
10053         // The sign bit is set in both cases: this MUST overflow.
10054         // Create a simple add instruction, and insert it into the struct.
10055         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateAdd(LHS, RHS, "", &CI);
10056         Worklist.Add(Add);
10057         Constant *V[] = {
10058           UndefValue::get(LHS->getType()), ConstantInt::getTrue(*Context)
10059         };
10060         Constant *Struct = ConstantStruct::get(*Context, V, 2, false);
10061         return InsertValueInst::Create(Struct, Add, 0);
10062       }
10063       
10064       if (LHSKnownPositive && RHSKnownPositive) {
10065         // The sign bit is clear in both cases: this CANNOT overflow.
10066         // Create a simple add instruction, and insert it into the struct.
10067         Instruction *Add = BinaryOperator::CreateNUWAdd(LHS, RHS, "", &CI);
10068         Worklist.Add(Add);
10069         Constant *V[] = {
10070           UndefValue::get(LHS->getType()), ConstantInt::getFalse(*Context)
10071         };
10072         Constant *Struct = ConstantStruct::get(*Context, V, 2, false);
10073         return InsertValueInst::Create(Struct, Add, 0);
10074       }
10075     }
10076   }
10077   // FALL THROUGH uadd into sadd
10078   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
10079     // Canonicalize constants into the RHS.
10080     if (isa<Constant>(II->getOperand(1)) &&
10081         !isa<Constant>(II->getOperand(2))) {
10082       Value *LHS = II->getOperand(1);
10083       II->setOperand(1, II->getOperand(2));
10084       II->setOperand(2, LHS);
10085       return II;
10086     }
10087
10088     // X + undef -> undef
10089     if (isa<UndefValue>(II->getOperand(2)))
10090       return ReplaceInstUsesWith(CI, UndefValue::get(II->getType()));
10091       
10092     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(II->getOperand(2))) {
10093       // X + 0 -> {X, false}
10094       if (RHS->isZero()) {
10095         Constant *V[] = {
10096           UndefValue::get(II->getOperand(0)->getType()),
10097           ConstantInt::getFalse(*Context)
10098         };
10099         Constant *Struct = ConstantStruct::get(*Context, V, 2, false);
10100         return InsertValueInst::Create(Struct, II->getOperand(1), 0);
10101       }
10102     }
10103     break;
10104   case Intrinsic::usub_with_overflow:
10105   case Intrinsic::ssub_with_overflow:
10106     // undef - X -> undef
10107     // X - undef -> undef
10108     if (isa<UndefValue>(II->getOperand(1)) ||
10109         isa<UndefValue>(II->getOperand(2)))
10110       return ReplaceInstUsesWith(CI, UndefValue::get(II->getType()));
10111       
10112     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(II->getOperand(2))) {
10113       // X - 0 -> {X, false}
10114       if (RHS->isZero()) {
10115         Constant *V[] = {
10116           UndefValue::get(II->getOperand(1)->getType()),
10117           ConstantInt::getFalse(*Context)
10118         };
10119         Constant *Struct = ConstantStruct::get(*Context, V, 2, false);
10120         return InsertValueInst::Create(Struct, II->getOperand(1), 0);
10121       }
10122     }
10123     break;
10124   case Intrinsic::umul_with_overflow:
10125   case Intrinsic::smul_with_overflow:
10126     // Canonicalize constants into the RHS.
10127     if (isa<Constant>(II->getOperand(1)) &&
10128         !isa<Constant>(II->getOperand(2))) {
10129       Value *LHS = II->getOperand(1);
10130       II->setOperand(1, II->getOperand(2));
10131       II->setOperand(2, LHS);
10132       return II;
10133     }
10134
10135     // X * undef -> undef
10136     if (isa<UndefValue>(II->getOperand(2)))
10137       return ReplaceInstUsesWith(CI, UndefValue::get(II->getType()));
10138       
10139     if (ConstantInt *RHSI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getOperand(2))) {
10140       // X*0 -> {0, false}
10141       if (RHSI->isZero())
10142         return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(II->getType()));
10143       
10144       // X * 1 -> {X, false}
10145       if (RHSI->equalsInt(1)) {
10146         Constant *V[] = {
10147           UndefValue::get(II->getOperand(1)->getType()),
10148           ConstantInt::getFalse(*Context)
10149         };
10150         Constant *Struct = ConstantStruct::get(*Context, V, 2, false);
10151         return InsertValueInst::Create(Struct, II->getOperand(1), 0);
10152       }
10153     }
10154     break;
10155   case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
10156   case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
10157   case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
10158   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
10159   case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
10160     // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
10161     // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
10162     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
10163       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getOperand(1),
10164                                          PointerType::getUnqual(II->getType()));
10165       return new LoadInst(Ptr);
10166     }
10167     break;
10168   case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
10169   case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
10170     // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
10171     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), 16) >= 16) {
10172       const Type *OpPtrTy = 
10173         PointerType::getUnqual(II->getOperand(1)->getType());
10174       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getOperand(2), OpPtrTy);
10175       return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
10176     }
10177     break;
10178   case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
10179   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
10180   case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
10181     // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
10182     if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), 16) >= 16) {
10183       const Type *OpPtrTy = 
10184         PointerType::getUnqual(II->getOperand(2)->getType());
10185       Value *Ptr = Builder->CreateBitCast(II->getOperand(1), OpPtrTy);
10186       return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
10187     }
10188     break;
10189     
10190   case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
10191     // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
10192     // we can simplify the input based on that, do so now.
10193     unsigned VWidth =
10194       cast<VectorType>(II->getOperand(1)->getType())->getNumElements();
10195     APInt DemandedElts(VWidth, 1);
10196     APInt UndefElts(VWidth, 0);
10197     if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
10198                                               UndefElts)) {
10199       II->setOperand(1, V);
10200       return II;
10201     }
10202     break;
10203   }
10204     
10205   case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
10206     // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
10207     if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
10208       assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
10209       
10210       // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
10211       bool AllEltsOk = true;
10212       for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
10213         if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
10214             !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
10215           AllEltsOk = false;
10216           break;
10217         }
10218       }
10219       
10220       if (AllEltsOk) {
10221         // Cast the input vectors to byte vectors.
10222         Value *Op0 = Builder->CreateBitCast(II->getOperand(1), Mask->getType());
10223         Value *Op1 = Builder->CreateBitCast(II->getOperand(2), Mask->getType());
10224         Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
10225         
10226         // Only extract each element once.
10227         Value *ExtractedElts[32];
10228         memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
10229         
10230         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
10231           if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
10232             continue;
10233           unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
10234           Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
10235           
10236           if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
10237             ExtractedElts[Idx] = 
10238               Builder->CreateExtractElement(Idx < 16 ? Op0 : Op1, 
10239                   ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), Idx&15, false),
10240                                             "tmp");
10241           }
10242         
10243           // Insert this value into the result vector.
10244           Result = Builder->CreateInsertElement(Result, ExtractedElts[Idx],
10245                          ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), i, false),
10246                                                 "tmp");
10247         }
10248         return CastInst::Create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
10249       }
10250     }
10251     break;
10252
10253   case Intrinsic::stackrestore: {
10254     // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
10255     // happen when variable allocas are DCE'd.
10256     if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
10257       if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
10258         BasicBlock::iterator BI = SS;
10259         if (&*++BI == II)
10260           return EraseInstFromFunction(CI);
10261       }
10262     }
10263     
10264     // Scan down this block to see if there is another stack restore in the
10265     // same block without an intervening call/alloca.
10266     BasicBlock::iterator BI = II;
10267     TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
10268     bool CannotRemove = false;
10269     for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
10270       if (isa<AllocaInst>(BI) || isMalloc(BI)) {
10271         CannotRemove = true;
10272         break;
10273       }
10274       if (CallInst *BCI = dyn_cast<CallInst>(BI)) {
10275         if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BCI)) {
10276           // If there is a stackrestore below this one, remove this one.
10277           if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stackrestore)
10278             return EraseInstFromFunction(CI);
10279           // Otherwise, ignore the intrinsic.
10280         } else {
10281           // If we found a non-intrinsic call, we can't remove the stack
10282           // restore.
10283           CannotRemove = true;
10284           break;
10285         }
10286       }
10287     }
10288     
10289     // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
10290     // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
10291     if (!CannotRemove && (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)))
10292       return EraseInstFromFunction(CI);
10293     break;
10294   }
10295   }
10296
10297   return visitCallSite(II);
10298 }
10299
10300 // InvokeInst simplification
10301 //
10302 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
10303   return visitCallSite(&II);
10304 }
10305
10306 /// isSafeToEliminateVarargsCast - If this cast does not affect the value 
10307 /// passed through the varargs area, we can eliminate the use of the cast.
10308 static bool isSafeToEliminateVarargsCast(const CallSite CS,
10309                                          const CastInst * const CI,
10310                                          const TargetData * const TD,
10311                                          const int ix) {
10312   if (!CI->isLosslessCast())
10313     return false;
10314
10315   // The size of ByVal arguments is derived from the type, so we
10316   // can't change to a type with a different size.  If the size were
10317   // passed explicitly we could avoid this check.
10318   if (!CS.paramHasAttr(ix, Attribute::ByVal))
10319     return true;
10320
10321   const Type* SrcTy = 
10322             cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
10323   const Type* DstTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
10324   if (!SrcTy->isSized() || !DstTy->isSized())
10325     return false;
10326   if (!TD || TD->getTypeAllocSize(SrcTy) != TD->getTypeAllocSize(DstTy))
10327     return false;
10328   return true;
10329 }
10330
10331 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
10332 //
10333 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
10334   bool Changed = false;
10335
10336   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
10337   // to the arguments of the call/invoke.
10338   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
10339
10340   Value *Callee = CS.getCalledValue();
10341
10342   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
10343     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
10344       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
10345       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
10346       // be unreachable, as the call is undefined.
10347       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(*Context),
10348                 UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(*Context)), 
10349                                   OldCall);
10350       // If OldCall dues not return void then replaceAllUsesWith undef.
10351       // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
10352       if (!OldCall->getType()->isVoidTy())
10353         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
10354       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
10355         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
10356       return 0;
10357     }
10358
10359   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
10360     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
10361     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
10362     // that we can't modify the CFG here.
10363     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(*Context),
10364                UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(*Context)),
10365                   CS.getInstruction());
10366
10367     // If CS dues not return void then replaceAllUsesWith undef.
10368     // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
10369     if (!CS.getInstruction()->getType()->isVoidTy())
10370       CS.getInstruction()->
10371         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
10372
10373     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
10374       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
10375       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10376                          ConstantInt::getTrue(*Context), II);
10377     }
10378     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
10379   }
10380
10381   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
10382     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
10383       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
10384         return transformCallThroughTrampoline(CS);
10385
10386   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
10387   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
10388   if (FTy->isVarArg()) {
10389     int ix = FTy->getNumParams() + (isa<InvokeInst>(Callee) ? 3 : 1);
10390     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
10391     // the call.
10392     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
10393            E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++ix) {
10394       CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I);
10395       if (CI && isSafeToEliminateVarargsCast(CS, CI, TD, ix)) {
10396         *I = CI->getOperand(0);
10397         Changed = true;
10398       }
10399     }
10400   }
10401
10402   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
10403     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
10404     CS.setDoesNotThrow();
10405     Changed = true;
10406   }
10407
10408   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
10409 }
10410
10411 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
10412 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
10413 //
10414 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
10415   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
10416   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
10417   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
10418       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
10419     return false;
10420   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
10421   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
10422   const AttrListPtr &CallerPAL = CS.getAttributes();
10423
10424   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
10425   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
10426   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
10427   //
10428   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
10429   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
10430   const Type *NewRetTy = FT->getReturnType();
10431
10432   if (isa<StructType>(NewRetTy))
10433     return false; // TODO: Handle multiple return values.
10434
10435   // Check to see if we are changing the return type...
10436   if (OldRetTy != NewRetTy) {
10437     if (Callee->isDeclaration() &&
10438         // Conversion is ok if changing from one pointer type to another or from
10439         // a pointer to an integer of the same size.
10440         !((isa<PointerType>(OldRetTy) || !TD ||
10441            OldRetTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext())) &&
10442           (isa<PointerType>(NewRetTy) || !TD ||
10443            NewRetTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext()))))
10444       return false;   // Cannot transform this return value.
10445
10446     if (!Caller->use_empty() &&
10447         // void -> non-void is handled specially
10448         !NewRetTy->isVoidTy() && !CastInst::isCastable(NewRetTy, OldRetTy))
10449       return false;   // Cannot transform this return value.
10450
10451     if (!CallerPAL.isEmpty() && !Caller->use_empty()) {
10452       Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
10453       if (RAttrs & Attribute::typeIncompatible(NewRetTy))
10454         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
10455     }
10456
10457     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
10458     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
10459     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
10460     // the critical edge).  Bail out in this case.
10461     if (!Caller->use_empty())
10462       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
10463         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
10464              UI != E; ++UI)
10465           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
10466             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
10467                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
10468               return false;
10469   }
10470
10471   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
10472   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
10473
10474   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
10475   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
10476     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
10477     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
10478
10479     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
10480       return false;   // Cannot transform this parameter value.
10481
10482     if (CallerPAL.getParamAttributes(i + 1) 
10483         & Attribute::typeIncompatible(ParamTy))
10484       return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
10485
10486     // Converting from one pointer type to another or between a pointer and an
10487     // integer of the same size is safe even if we do not have a body.
10488     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
10489       (TD && ((isa<PointerType>(ParamTy) ||
10490       ParamTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext())) &&
10491               (isa<PointerType>(ActTy) ||
10492               ActTy == TD->getIntPtrType(Caller->getContext()))));
10493     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
10494   }
10495
10496   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
10497       Callee->isDeclaration())
10498     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body.
10499
10500   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() &&
10501       !CallerPAL.isEmpty())
10502     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
10503     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
10504     // that are compatible with being a vararg call argument.
10505     for (unsigned i = CallerPAL.getNumSlots(); i; --i) {
10506       if (CallerPAL.getSlot(i - 1).Index <= FT->getNumParams())
10507         break;
10508       Attributes PAttrs = CallerPAL.getSlot(i - 1).Attrs;
10509       if (PAttrs & Attribute::VarArgsIncompatible)
10510         return false;
10511     }
10512
10513   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
10514   // inserting cast instructions as necessary...
10515   std::vector<Value*> Args;
10516   Args.reserve(NumActualArgs);
10517   SmallVector<AttributeWithIndex, 8> attrVec;
10518   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
10519
10520   // Get any return attributes.
10521   Attributes RAttrs = CallerPAL.getRetAttributes();
10522
10523   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
10524   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
10525   RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NewRetTy);
10526
10527   // Add the new return attributes.
10528   if (RAttrs)
10529     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
10530
10531   AI = CS.arg_begin();
10532   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
10533     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
10534     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
10535       Args.push_back(*AI);
10536     } else {
10537       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
10538           false, ParamTy, false);
10539       Args.push_back(Builder->CreateCast(opcode, *AI, ParamTy, "tmp"));
10540     }
10541
10542     // Add any parameter attributes.
10543     if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
10544       attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
10545   }
10546
10547   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
10548   // now.
10549   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
10550     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
10551
10552   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning.
10553   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs) {
10554     if (!FT->isVarArg()) {
10555       errs() << "WARNING: While resolving call to function '"
10556              << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
10557     } else {
10558       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list.
10559       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
10560         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
10561         if (PTy != (*AI)->getType()) {
10562           // Must promote to pass through va_arg area!
10563           Instruction::CastOps opcode =
10564             CastInst::getCastOpcode(*AI, false, PTy, false);
10565           Args.push_back(Builder->CreateCast(opcode, *AI, PTy, "tmp"));
10566         } else {
10567           Args.push_back(*AI);
10568         }
10569
10570         // Add any parameter attributes.
10571         if (Attributes PAttrs = CallerPAL.getParamAttributes(i + 1))
10572           attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
10573       }
10574     }
10575   }
10576
10577   if (Attributes FnAttrs =  CallerPAL.getFnAttributes())
10578     attrVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
10579
10580   if (NewRetTy->isVoidTy())
10581     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
10582
10583   const AttrListPtr &NewCallerPAL = AttrListPtr::get(attrVec.begin(),
10584                                                      attrVec.end());
10585
10586   Instruction *NC;
10587   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10588     NC = InvokeInst::Create(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10589                             Args.begin(), Args.end(),
10590                             Caller->getName(), Caller);
10591     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
10592     cast<InvokeInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
10593   } else {
10594     NC = CallInst::Create(Callee, Args.begin(), Args.end(),
10595                           Caller->getName(), Caller);
10596     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
10597     if (CI->isTailCall())
10598       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
10599     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
10600     cast<CallInst>(NC)->setAttributes(NewCallerPAL);
10601   }
10602
10603   // Insert a cast of the return type as necessary.
10604   Value *NV = NC;
10605   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
10606     if (!NV->getType()->isVoidTy()) {
10607       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
10608                                                             OldRetTy, false);
10609       NV = NC = CastInst::Create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
10610
10611       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
10612       // non-phi, instruction in the normal successor block.
10613       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10614         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->getFirstNonPHI();
10615         InsertNewInstBefore(NC, *I);
10616       } else {
10617         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
10618         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
10619       }
10620       Worklist.AddUsersToWorkList(*Caller);
10621     } else {
10622       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
10623     }
10624   }
10625
10626
10627   if (!Caller->use_empty())
10628     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
10629   
10630   EraseInstFromFunction(*Caller);
10631   return true;
10632 }
10633
10634 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
10635 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
10636 //
10637 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
10638   Value *Callee = CS.getCalledValue();
10639   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
10640   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
10641   const AttrListPtr &Attrs = CS.getAttributes();
10642
10643   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
10644   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
10645   if (Attrs.hasAttrSomewhere(Attribute::Nest))
10646     return 0;
10647
10648   IntrinsicInst *Tramp =
10649     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
10650
10651   Function *NestF = cast<Function>(Tramp->getOperand(2)->stripPointerCasts());
10652   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
10653   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
10654
10655   const AttrListPtr &NestAttrs = NestF->getAttributes();
10656   if (!NestAttrs.isEmpty()) {
10657     unsigned NestIdx = 1;
10658     const Type *NestTy = 0;
10659     Attributes NestAttr = Attribute::None;
10660
10661     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
10662     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
10663          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
10664       if (NestAttrs.paramHasAttr(NestIdx, Attribute::Nest)) {
10665         // Record the parameter type and any other attributes.
10666         NestTy = *I;
10667         NestAttr = NestAttrs.getParamAttributes(NestIdx);
10668         break;
10669       }
10670
10671     if (NestTy) {
10672       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
10673       std::vector<Value*> NewArgs;
10674       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
10675
10676       SmallVector<AttributeWithIndex, 8> NewAttrs;
10677       NewAttrs.reserve(Attrs.getNumSlots() + 1);
10678
10679       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
10680       // mean appending it.  Likewise for attributes.
10681
10682       // Add any result attributes.
10683       if (Attributes Attr = Attrs.getRetAttributes())
10684         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(0, Attr));
10685
10686       {
10687         unsigned Idx = 1;
10688         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
10689         do {
10690           if (Idx == NestIdx) {
10691             // Add the chain argument and attributes.
10692             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
10693             if (NestVal->getType() != NestTy)
10694               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
10695             NewArgs.push_back(NestVal);
10696             NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
10697           }
10698
10699           if (I == E)
10700             break;
10701
10702           // Add the original argument and attributes.
10703           NewArgs.push_back(*I);
10704           if (Attributes Attr = Attrs.getParamAttributes(Idx))
10705             NewAttrs.push_back
10706               (AttributeWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
10707
10708           ++Idx, ++I;
10709         } while (1);
10710       }
10711
10712       // Add any function attributes.
10713       if (Attributes Attr = Attrs.getFnAttributes())
10714         NewAttrs.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, Attr));
10715
10716       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
10717       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
10718       // with the chain parameter inserted.
10719
10720       std::vector<const Type*> NewTypes;
10721       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
10722
10723       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
10724       // mean appending it.
10725       {
10726         unsigned Idx = 1;
10727         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
10728           E = FTy->param_end();
10729
10730         do {
10731           if (Idx == NestIdx)
10732             // Add the chain's type.
10733             NewTypes.push_back(NestTy);
10734
10735           if (I == E)
10736             break;
10737
10738           // Add the original type.
10739           NewTypes.push_back(*I);
10740
10741           ++Idx, ++I;
10742         } while (1);
10743       }
10744
10745       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
10746       // code sort out any function type mismatches.
10747       FunctionType *NewFTy = FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes, 
10748                                                 FTy->isVarArg());
10749       Constant *NewCallee =
10750         NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
10751         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, 
10752                                          PointerType::getUnqual(NewFTy));
10753       const AttrListPtr &NewPAL = AttrListPtr::get(NewAttrs.begin(),
10754                                                    NewAttrs.end());
10755
10756       Instruction *NewCaller;
10757       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
10758         NewCaller = InvokeInst::Create(NewCallee,
10759                                        II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
10760                                        NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
10761                                        Caller->getName(), Caller);
10762         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
10763         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
10764       } else {
10765         NewCaller = CallInst::Create(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
10766                                      Caller->getName(), Caller);
10767         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
10768           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
10769         cast<CallInst>(NewCaller)->
10770           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
10771         cast<CallInst>(NewCaller)->setAttributes(NewPAL);
10772       }
10773       if (!Caller->getType()->isVoidTy())
10774         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
10775       Caller->eraseFromParent();
10776       Worklist.Remove(Caller);
10777       return 0;
10778     }
10779   }
10780
10781   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
10782   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
10783   // code sort out any function type mismatches.
10784   Constant *NewCallee =
10785     NestF->getType() == PTy ? NestF : 
10786                               ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
10787   CS.setCalledFunction(NewCallee);
10788   return CS.getInstruction();
10789 }
10790
10791 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(a,c)]
10792 /// and if a/b/c and the add's all have a single use, turn this into a phi
10793 /// and a single binop.
10794 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
10795   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
10796   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst));
10797   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
10798   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
10799   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
10800     
10801   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
10802   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
10803   
10804   // Scan to see if all operands are the same opcode, and all have one use.
10805   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10806     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10807     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
10808         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
10809         // types or GEP's with different index types.
10810         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
10811         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
10812       return 0;
10813
10814     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
10815     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
10816       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
10817           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
10818         return 0;
10819     
10820     // Keep track of which operand needs a phi node.
10821     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
10822     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
10823   }
10824
10825   // If both LHS and RHS would need a PHI, don't do this transformation,
10826   // because it would increase the number of PHIs entering the block,
10827   // which leads to higher register pressure. This is especially
10828   // bad when the PHIs are in the header of a loop.
10829   if (!LHSVal && !RHSVal)
10830     return 0;
10831   
10832   // Otherwise, this is safe to transform!
10833   
10834   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
10835   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
10836   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
10837   if (LHSVal == 0) {
10838     NewLHS = PHINode::Create(LHSType,
10839                              FirstInst->getOperand(0)->getName() + ".pn");
10840     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10841     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
10842     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
10843     LHSVal = NewLHS;
10844   }
10845   
10846   if (RHSVal == 0) {
10847     NewRHS = PHINode::Create(RHSType,
10848                              FirstInst->getOperand(1)->getName() + ".pn");
10849     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
10850     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
10851     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
10852     RHSVal = NewRHS;
10853   }
10854   
10855   // Add all operands to the new PHIs.
10856   if (NewLHS || NewRHS) {
10857     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10858       Instruction *InInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
10859       if (NewLHS) {
10860         Value *NewInLHS = InInst->getOperand(0);
10861         NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
10862       }
10863       if (NewRHS) {
10864         Value *NewInRHS = InInst->getOperand(1);
10865         NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
10866       }
10867     }
10868   }
10869     
10870   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
10871     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
10872   CmpInst *CIOp = cast<CmpInst>(FirstInst);
10873   return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(),
10874                          LHSVal, RHSVal);
10875 }
10876
10877 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgGEPIntoPHI(PHINode &PN) {
10878   GetElementPtrInst *FirstInst =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(0));
10879   
10880   SmallVector<Value*, 16> FixedOperands(FirstInst->op_begin(), 
10881                                         FirstInst->op_end());
10882   // This is true if all GEP bases are allocas and if all indices into them are
10883   // constants.
10884   bool AllBasePointersAreAllocas = true;
10885
10886   // We don't want to replace this phi if the replacement would require
10887   // more than one phi, which leads to higher register pressure. This is
10888   // especially bad when the PHIs are in the header of a loop.
10889   bool NeededPhi = false;
10890   
10891   // Scan to see if all operands are the same opcode, and all have one use.
10892   for (unsigned i = 1; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
10893     GetElementPtrInst *GEP= dyn_cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10894     if (!GEP || !GEP->hasOneUse() || GEP->getType() != FirstInst->getType() ||
10895       GEP->getNumOperands() != FirstInst->getNumOperands())
10896       return 0;
10897
10898     // Keep track of whether or not all GEPs are of alloca pointers.
10899     if (AllBasePointersAreAllocas &&
10900         (!isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) ||
10901          !GEP->hasAllConstantIndices()))
10902       AllBasePointersAreAllocas = false;
10903     
10904     // Compare the operand lists.
10905     for (unsigned op = 0, e = FirstInst->getNumOperands(); op != e; ++op) {
10906       if (FirstInst->getOperand(op) == GEP->getOperand(op))
10907         continue;
10908       
10909       // Don't merge two GEPs when two operands differ (introducing phi nodes)
10910       // if one of the PHIs has a constant for the index.  The index may be
10911       // substantially cheaper to compute for the constants, so making it a
10912       // variable index could pessimize the path.  This also handles the case
10913       // for struct indices, which must always be constant.
10914       if (isa<ConstantInt>(FirstInst->getOperand(op)) ||
10915           isa<ConstantInt>(GEP->getOperand(op)))
10916         return 0;
10917       
10918       if (FirstInst->getOperand(op)->getType() !=GEP->getOperand(op)->getType())
10919         return 0;
10920
10921       // If we already needed a PHI for an earlier operand, and another operand
10922       // also requires a PHI, we'd be introducing more PHIs than we're
10923       // eliminating, which increases register pressure on entry to the PHI's
10924       // block.
10925       if (NeededPhi)
10926         return 0;
10927
10928       FixedOperands[op] = 0;  // Needs a PHI.
10929       NeededPhi = true;
10930     }
10931   }
10932   
10933   // If all of the base pointers of the PHI'd GEPs are from allocas, don't
10934   // bother doing this transformation.  At best, this will just save a bit of
10935   // offset calculation, but all the predecessors will have to materialize the
10936   // stack address into a register anyway.  We'd actually rather *clone* the
10937   // load up into the predecessors so that we have a load of a gep of an alloca,
10938   // which can usually all be folded into the load.
10939   if (AllBasePointersAreAllocas)
10940     return 0;
10941   
10942   // Otherwise, this is safe to transform.  Insert PHI nodes for each operand
10943   // that is variable.
10944   SmallVector<PHINode*, 16> OperandPhis(FixedOperands.size());
10945   
10946   bool HasAnyPHIs = false;
10947   for (unsigned i = 0, e = FixedOperands.size(); i != e; ++i) {
10948     if (FixedOperands[i]) continue;  // operand doesn't need a phi.
10949     Value *FirstOp = FirstInst->getOperand(i);
10950     PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstOp->getType(),
10951                                      FirstOp->getName()+".pn");
10952     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
10953     
10954     NewPN->reserveOperandSpace(e);
10955     NewPN->addIncoming(FirstOp, PN.getIncomingBlock(0));
10956     OperandPhis[i] = NewPN;
10957     FixedOperands[i] = NewPN;
10958     HasAnyPHIs = true;
10959   }
10960
10961   
10962   // Add all operands to the new PHIs.
10963   if (HasAnyPHIs) {
10964     for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
10965       GetElementPtrInst *InGEP =cast<GetElementPtrInst>(PN.getIncomingValue(i));
10966       BasicBlock *InBB = PN.getIncomingBlock(i);
10967       
10968       for (unsigned op = 0, e = OperandPhis.size(); op != e; ++op)
10969         if (PHINode *OpPhi = OperandPhis[op])
10970           OpPhi->addIncoming(InGEP->getOperand(op), InBB);
10971     }
10972   }
10973   
10974   Value *Base = FixedOperands[0];
10975   return cast<GEPOperator>(FirstInst)->isInBounds() ?
10976     GetElementPtrInst::CreateInBounds(Base, FixedOperands.begin()+1,
10977                                       FixedOperands.end()) :
10978     GetElementPtrInst::Create(Base, FixedOperands.begin()+1,
10979                               FixedOperands.end());
10980 }
10981
10982
10983 /// isSafeAndProfitableToSinkLoad - Return true if we know that it is safe to
10984 /// sink the load out of the block that defines it.  This means that it must be
10985 /// obvious the value of the load is not changed from the point of the load to
10986 /// the end of the block it is in.
10987 ///
10988 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
10989 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
10990 /// to a register.
10991 static bool isSafeAndProfitableToSinkLoad(LoadInst *L) {
10992   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
10993   
10994   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
10995     if (BBI->mayWriteToMemory())
10996       return false;
10997   
10998   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
10999   // profitable to do this xform.
11000   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
11001     bool isAddressTaken = false;
11002     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
11003          UI != E; ++UI) {
11004       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
11005       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
11006         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
11007         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
11008       }
11009       isAddressTaken = true;
11010       break;
11011     }
11012     
11013     if (!isAddressTaken && AI->isStaticAlloca())
11014       return false;
11015   }
11016   
11017   // If this load is a load from a GEP with a constant offset from an alloca,
11018   // then we don't want to sink it.  In its present form, it will be
11019   // load [constant stack offset].  Sinking it will cause us to have to
11020   // materialize the stack addresses in each predecessor in a register only to
11021   // do a shared load from register in the successor.
11022   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(L->getOperand(0)))
11023     if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)))
11024       if (AI->isStaticAlloca() && GEP->hasAllConstantIndices())
11025         return false;
11026   
11027   return true;
11028 }
11029
11030 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgLoadIntoPHI(PHINode &PN) {
11031   LoadInst *FirstLI = cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(0));
11032   
11033   // When processing loads, we need to propagate two bits of information to the
11034   // sunk load: whether it is volatile, and what its alignment is.  We currently
11035   // don't sink loads when some have their alignment specified and some don't.
11036   // visitLoadInst will propagate an alignment onto the load when TD is around,
11037   // and if TD isn't around, we can't handle the mixed case.
11038   bool isVolatile = FirstLI->isVolatile();
11039   unsigned LoadAlignment = FirstLI->getAlignment();
11040   
11041   // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
11042   // load and the PHI.
11043   if (FirstLI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
11044       !isSafeAndProfitableToSinkLoad(FirstLI))
11045     return 0;
11046   
11047   // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
11048   // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
11049   // the path through the other successor.
11050   if (isVolatile && 
11051       FirstLI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
11052     return 0;
11053   
11054   // Check to see if all arguments are the same operation.
11055   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
11056     LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(i));
11057     if (!LI || !LI->hasOneUse())
11058       return 0;
11059     
11060     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
11061     // the load and the PHI.
11062     if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
11063         LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
11064         !isSafeAndProfitableToSinkLoad(LI))
11065       return 0;
11066       
11067     // If some of the loads have an alignment specified but not all of them,
11068     // we can't do the transformation.
11069     if ((LoadAlignment != 0) != (LI->getAlignment() != 0))
11070       return 0;
11071     
11072     LoadAlignment = std::min(LoadAlignment, LI->getAlignment());
11073     
11074     // If the PHI is of volatile loads and the load block has multiple
11075     // successors, sinking it would remove a load of the volatile value from
11076     // the path through the other successor.
11077     if (isVolatile &&
11078         LI->getParent()->getTerminator()->getNumSuccessors() != 1)
11079       return 0;
11080   }
11081   
11082   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
11083   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
11084   PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstLI->getOperand(0)->getType(),
11085                                    PN.getName()+".in");
11086   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
11087   
11088   Value *InVal = FirstLI->getOperand(0);
11089   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
11090   
11091   // Add all operands to the new PHI.
11092   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
11093     Value *NewInVal = cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
11094     if (NewInVal != InVal)
11095       InVal = 0;
11096     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
11097   }
11098   
11099   Value *PhiVal;
11100   if (InVal) {
11101     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
11102     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
11103     PhiVal = InVal;
11104     delete NewPN;
11105   } else {
11106     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
11107     PhiVal = NewPN;
11108   }
11109   
11110   // If this was a volatile load that we are merging, make sure to loop through
11111   // and mark all the input loads as non-volatile.  If we don't do this, we will
11112   // insert a new volatile load and the old ones will not be deletable.
11113   if (isVolatile)
11114     for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
11115       cast<LoadInst>(PN.getIncomingValue(i))->setVolatile(false);
11116   
11117   return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile, LoadAlignment);
11118 }
11119
11120
11121
11122 /// FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
11123 /// operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
11124 /// inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
11125 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
11126   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
11127
11128   if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst))
11129     return FoldPHIArgGEPIntoPHI(PN);
11130   if (isa<LoadInst>(FirstInst))
11131     return FoldPHIArgLoadIntoPHI(PN);
11132   
11133   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
11134   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
11135   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
11136   // code size and simplifying code.
11137   Constant *ConstantOp = 0;
11138   const Type *CastSrcTy = 0;
11139   
11140   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
11141     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
11142
11143     // Be careful about transforming integer PHIs.  We don't want to pessimize
11144     // the code by turning an i32 into an i1293.
11145     if (isa<IntegerType>(PN.getType()) && isa<IntegerType>(CastSrcTy)) {
11146       if (!ShouldChangeType(PN.getType(), CastSrcTy, TD))
11147         return 0;
11148     }
11149   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
11150     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
11151     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
11152     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
11153     if (ConstantOp == 0)
11154       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
11155   } else {
11156     return 0;  // Cannot fold this operation.
11157   }
11158
11159   // Check to see if all arguments are the same operation.
11160   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
11161     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
11162     if (I == 0 || !I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
11163       return 0;
11164     if (CastSrcTy) {
11165       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
11166         return 0;  // Cast operation must match.
11167     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
11168       return 0;
11169     }
11170   }
11171
11172   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
11173   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
11174   PHINode *NewPN = PHINode::Create(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
11175                                    PN.getName()+".in");
11176   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
11177
11178   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
11179   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
11180
11181   // Add all operands to the new PHI.
11182   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
11183     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
11184     if (NewInVal != InVal)
11185       InVal = 0;
11186     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
11187   }
11188
11189   Value *PhiVal;
11190   if (InVal) {
11191     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
11192     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
11193     PhiVal = InVal;
11194     delete NewPN;
11195   } else {
11196     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
11197     PhiVal = NewPN;
11198   }
11199
11200   // Insert and return the new operation.
11201   if (CastInst *FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
11202     return CastInst::Create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
11203   
11204   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
11205     return BinaryOperator::Create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
11206   
11207   CmpInst *CIOp = cast<CmpInst>(FirstInst);
11208   return CmpInst::Create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(),
11209                          PhiVal, ConstantOp);
11210 }
11211
11212 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
11213 /// that is dead.
11214 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
11215                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
11216   if (PN->use_empty()) return true;
11217   if (!PN->hasOneUse()) return false;
11218
11219   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
11220   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
11221     return true;
11222   
11223   // Don't scan crazily complex things.
11224   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
11225     return false;
11226
11227   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
11228     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
11229
11230   return false;
11231 }
11232
11233 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
11234 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
11235 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
11236 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
11237                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
11238   // See if we already saw this PHI node.
11239   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
11240     return true;
11241   
11242   // Don't scan crazily complex things.
11243   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
11244     return false;
11245  
11246   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
11247   // the value.
11248   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
11249     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
11250     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
11251       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
11252         return false;
11253     } else if (Op != NonPhiInVal)
11254       return false;
11255   }
11256   
11257   return true;
11258 }
11259
11260
11261 namespace {
11262 struct PHIUsageRecord {
11263   unsigned PHIId;     // The ID # of the PHI (something determinstic to sort on)
11264   unsigned Shift;     // The amount shifted.
11265   Instruction *Inst;  // The trunc instruction.
11266   
11267   PHIUsageRecord(unsigned pn, unsigned Sh, Instruction *User)
11268     : PHIId(pn), Shift(Sh), Inst(User) {}
11269   
11270   bool operator<(const PHIUsageRecord &RHS) const {
11271     if (PHIId < RHS.PHIId) return true;
11272     if (PHIId > RHS.PHIId) return false;
11273     if (Shift < RHS.Shift) return true;
11274     if (Shift > RHS.Shift) return false;
11275     return Inst->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
11276            RHS.Inst->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
11277   }
11278 };
11279   
11280 struct LoweredPHIRecord {
11281   PHINode *PN;        // The PHI that was lowered.
11282   unsigned Shift;     // The amount shifted.
11283   unsigned Width;     // The width extracted.
11284   
11285   LoweredPHIRecord(PHINode *pn, unsigned Sh, const Type *Ty)
11286     : PN(pn), Shift(Sh), Width(Ty->getPrimitiveSizeInBits()) {}
11287   
11288   // Ctor form used by DenseMap.
11289   LoweredPHIRecord(PHINode *pn, unsigned Sh)
11290     : PN(pn), Shift(Sh), Width(0) {}
11291 };
11292 }
11293
11294 namespace llvm {
11295   template<>
11296   struct DenseMapInfo<LoweredPHIRecord> {
11297     static inline LoweredPHIRecord getEmptyKey() {
11298       return LoweredPHIRecord(0, 0);
11299     }
11300     static inline LoweredPHIRecord getTombstoneKey() {
11301       return LoweredPHIRecord(0, 1);
11302     }
11303     static unsigned getHashValue(const LoweredPHIRecord &Val) {
11304       return DenseMapInfo<PHINode*>::getHashValue(Val.PN) ^ (Val.Shift>>3) ^
11305              (Val.Width>>3);
11306     }
11307     static bool isEqual(const LoweredPHIRecord &LHS,
11308                         const LoweredPHIRecord &RHS) {
11309       return LHS.PN == RHS.PN && LHS.Shift == RHS.Shift &&
11310              LHS.Width == RHS.Width;
11311     }
11312   };
11313   template <>
11314   struct isPodLike<LoweredPHIRecord> { static const bool value = true; };
11315 }
11316
11317
11318 /// SliceUpIllegalIntegerPHI - This is an integer PHI and we know that it has an
11319 /// illegal type: see if it is only used by trunc or trunc(lshr) operations.  If
11320 /// so, we split the PHI into the various pieces being extracted.  This sort of
11321 /// thing is introduced when SROA promotes an aggregate to large integer values.
11322 ///
11323 /// TODO: The user of the trunc may be an bitcast to float/double/vector or an
11324 /// inttoptr.  We should produce new PHIs in the right type.
11325 ///
11326 Instruction *InstCombiner::SliceUpIllegalIntegerPHI(PHINode &FirstPhi) {
11327   // PHIUsers - Keep track of all of the truncated values extracted from a set
11328   // of PHIs, along with their offset.  These are the things we want to rewrite.
11329   SmallVector<PHIUsageRecord, 16> PHIUsers;
11330   
11331   // PHIs are often mutually cyclic, so we keep track of a whole set of PHI
11332   // nodes which are extracted from. PHIsToSlice is a set we use to avoid
11333   // revisiting PHIs, PHIsInspected is a ordered list of PHIs that we need to
11334   // check the uses of (to ensure they are all extracts).
11335   SmallVector<PHINode*, 8> PHIsToSlice;
11336   SmallPtrSet<PHINode*, 8> PHIsInspected;
11337   
11338   PHIsToSlice.push_back(&FirstPhi);
11339   PHIsInspected.insert(&FirstPhi);
11340   
11341   for (unsigned PHIId = 0; PHIId != PHIsToSlice.size(); ++PHIId) {
11342     PHINode *PN = PHIsToSlice[PHIId];
11343     
11344     // Scan the input list of the PHI.  If any input is an invoke, and if the
11345     // input is defined in the predecessor, then we won't be split the critical
11346     // edge which is required to insert a truncate.  Because of this, we have to
11347     // bail out.
11348     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
11349       InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(PN->getIncomingValue(i));
11350       if (II == 0) continue;
11351       if (II->getParent() != PN->getIncomingBlock(i))
11352         continue;
11353      
11354       // If we have a phi, and if it's directly in the predecessor, then we have
11355       // a critical edge where we need to put the truncate.  Since we can't
11356       // split the edge in instcombine, we have to bail out.
11357       return 0;
11358     }
11359       
11360     
11361     for (Value::use_iterator UI = PN->use_begin(), E = PN->use_end();
11362          UI != E; ++UI) {
11363       Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
11364       
11365       // If the user is a PHI, inspect its uses recursively.
11366       if (PHINode *UserPN = dyn_cast<PHINode>(User)) {
11367         if (PHIsInspected.insert(UserPN))
11368           PHIsToSlice.push_back(UserPN);
11369         continue;
11370       }
11371       
11372       // Truncates are always ok.
11373       if (isa<TruncInst>(User)) {
11374         PHIUsers.push_back(PHIUsageRecord(PHIId, 0, User));
11375         continue;
11376       }
11377       
11378       // Otherwise it must be a lshr which can only be used by one trunc.
11379       if (User->getOpcode() != Instruction::LShr ||
11380           !User->hasOneUse() || !isa<TruncInst>(User->use_back()) ||
11381           !isa<ConstantInt>(User->getOperand(1)))
11382         return 0;
11383       
11384       unsigned Shift = cast<ConstantInt>(User->getOperand(1))->getZExtValue();
11385       PHIUsers.push_back(PHIUsageRecord(PHIId, Shift, User->use_back()));
11386     }
11387   }
11388   
11389   // If we have no users, they must be all self uses, just nuke the PHI.
11390   if (PHIUsers.empty())
11391     return ReplaceInstUsesWith(FirstPhi, UndefValue::get(FirstPhi.getType()));
11392   
11393   // If this phi node is transformable, create new PHIs for all the pieces
11394   // extracted out of it.  First, sort the users by their offset and size.
11395   array_pod_sort(PHIUsers.begin(), PHIUsers.end());
11396   
11397   DEBUG(errs() << "SLICING UP PHI: " << FirstPhi << '\n';
11398             for (unsigned i = 1, e = PHIsToSlice.size(); i != e; ++i)
11399               errs() << "AND USER PHI #" << i << ": " << *PHIsToSlice[i] <<'\n';
11400         );
11401   
11402   // PredValues - This is a temporary used when rewriting PHI nodes.  It is
11403   // hoisted out here to avoid construction/destruction thrashing.
11404   DenseMap<BasicBlock*, Value*> PredValues;
11405   
11406   // ExtractedVals - Each new PHI we introduce is saved here so we don't
11407   // introduce redundant PHIs.
11408   DenseMap<LoweredPHIRecord, PHINode*> ExtractedVals;
11409   
11410   for (unsigned UserI = 0, UserE = PHIUsers.size(); UserI != UserE; ++UserI) {
11411     unsigned PHIId = PHIUsers[UserI].PHIId;
11412     PHINode *PN = PHIsToSlice[PHIId];
11413     unsigned Offset = PHIUsers[UserI].Shift;
11414     const Type *Ty = PHIUsers[UserI].Inst->getType();
11415     
11416     PHINode *EltPHI;
11417     
11418     // If we've already lowered a user like this, reuse the previously lowered
11419     // value.
11420     if ((EltPHI = ExtractedVals[LoweredPHIRecord(PN, Offset, Ty)]) == 0) {
11421       
11422       // Otherwise, Create the new PHI node for this user.
11423       EltPHI = PHINode::Create(Ty, PN->getName()+".off"+Twine(Offset), PN);
11424       assert(EltPHI->getType() != PN->getType() &&
11425              "Truncate didn't shrink phi?");
11426     
11427       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
11428         BasicBlock *Pred = PN->getIncomingBlock(i);
11429         Value *&PredVal = PredValues[Pred];
11430         
11431         // If we already have a value for this predecessor, reuse it.
11432         if (PredVal) {
11433           EltPHI->addIncoming(PredVal, Pred);
11434           continue;
11435         }
11436
11437         // Handle the PHI self-reuse case.
11438         Value *InVal = PN->getIncomingValue(i);
11439         if (InVal == PN) {
11440           PredVal = EltPHI;
11441           EltPHI->addIncoming(PredVal, Pred);
11442           continue;
11443         }
11444         
11445         if (PHINode *InPHI = dyn_cast<PHINode>(PN)) {
11446           // If the incoming value was a PHI, and if it was one of the PHIs we
11447           // already rewrote it, just use the lowered value.
11448           if (Value *Res = ExtractedVals[LoweredPHIRecord(InPHI, Offset, Ty)]) {
11449             PredVal = Res;
11450             EltPHI->addIncoming(PredVal, Pred);
11451             continue;
11452           }
11453         }
11454         
11455         // Otherwise, do an extract in the predecessor.
11456         Builder->SetInsertPoint(Pred, Pred->getTerminator());
11457         Value *Res = InVal;
11458         if (Offset)
11459           Res = Builder->CreateLShr(Res, ConstantInt::get(InVal->getType(),
11460                                                           Offset), "extract");
11461         Res = Builder->CreateTrunc(Res, Ty, "extract.t");
11462         PredVal = Res;
11463         EltPHI->addIncoming(Res, Pred);
11464         
11465         // If the incoming value was a PHI, and if it was one of the PHIs we are
11466         // rewriting, we will ultimately delete the code we inserted.  This
11467         // means we need to revisit that PHI to make sure we extract out the
11468         // needed piece.
11469         if (PHINode *OldInVal = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValue(i)))
11470           if (PHIsInspected.count(OldInVal)) {
11471             unsigned RefPHIId = std::find(PHIsToSlice.begin(),PHIsToSlice.end(),
11472                                           OldInVal)-PHIsToSlice.begin();
11473             PHIUsers.push_back(PHIUsageRecord(RefPHIId, Offset, 
11474                                               cast<Instruction>(Res)));
11475             ++UserE;
11476           }
11477       }
11478       PredValues.clear();
11479       
11480       DEBUG(errs() << "  Made element PHI for offset " << Offset << ": "
11481                    << *EltPHI << '\n');
11482       ExtractedVals[LoweredPHIRecord(PN, Offset, Ty)] = EltPHI;
11483     }
11484     
11485     // Replace the use of this piece with the PHI node.
11486     ReplaceInstUsesWith(*PHIUsers[UserI].Inst, EltPHI);
11487   }
11488   
11489   // Replace all the remaining uses of the PHI nodes (self uses and the lshrs)
11490   // with undefs.
11491   Value *Undef = UndefValue::get(FirstPhi.getType());
11492   for (unsigned i = 1, e = PHIsToSlice.size(); i != e; ++i)
11493     ReplaceInstUsesWith(*PHIsToSlice[i], Undef);
11494   return ReplaceInstUsesWith(FirstPhi, Undef);
11495 }
11496
11497 // PHINode simplification
11498 //
11499 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
11500   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
11501   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
11502   
11503   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
11504     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
11505
11506   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
11507   // reducing code size.
11508   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
11509       isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(1)) &&
11510       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0))->getOpcode() ==
11511       cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(1))->getOpcode() &&
11512       // FIXME: The hasOneUse check will fail for PHIs that use the value more
11513       // than themselves more than once.
11514       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
11515     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
11516       return Result;
11517
11518   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
11519   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
11520   // PHI)... break the cycle.
11521   if (PN.hasOneUse()) {
11522     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
11523     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
11524       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
11525       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
11526       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
11527         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
11528     }
11529    
11530     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
11531     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
11532     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
11533     // common case here is good because the only other things that catch this
11534     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
11535     // late.
11536     if (PHIUser->hasOneUse() &&
11537         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
11538         PHIUser->use_back() == &PN) {
11539       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
11540     }
11541   }
11542
11543   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
11544   // same value, for example:
11545   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
11546   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
11547   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
11548   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
11549   {
11550     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
11551     // Scan for the first non-phi operand.
11552     while (InValNo != NumOperandVals && 
11553            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
11554       ++InValNo;
11555
11556     if (InValNo != NumOperandVals) {
11557       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
11558       
11559       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
11560       // there is no need to recursively scan other phis.
11561       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
11562         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
11563         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
11564           break;
11565       }
11566       
11567       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
11568       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
11569       // the value.
11570       if (InValNo == NumOperandVals) {
11571         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
11572         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
11573           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
11574       }
11575     }
11576   }
11577
11578   // If there are multiple PHIs, sort their operands so that they all list
11579   // the blocks in the same order. This will help identical PHIs be eliminated
11580   // by other passes. Other passes shouldn't depend on this for correctness
11581   // however.
11582   PHINode *FirstPN = cast<PHINode>(PN.getParent()->begin());
11583   if (&PN != FirstPN)
11584     for (unsigned i = 0, e = FirstPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
11585       BasicBlock *BBA = PN.getIncomingBlock(i);
11586       BasicBlock *BBB = FirstPN->getIncomingBlock(i);
11587       if (BBA != BBB) {
11588         Value *VA = PN.getIncomingValue(i);
11589         unsigned j = PN.getBasicBlockIndex(BBB);
11590         Value *VB = PN.getIncomingValue(j);
11591         PN.setIncomingBlock(i, BBB);
11592         PN.setIncomingValue(i, VB);
11593         PN.setIncomingBlock(j, BBA);
11594         PN.setIncomingValue(j, VA);
11595         // NOTE: Instcombine normally would want us to "return &PN" if we
11596         // modified any of the operands of an instruction.  However, since we
11597         // aren't adding or removing uses (just rearranging them) we don't do
11598         // this in this case.
11599       }
11600     }
11601
11602   // If this is an integer PHI and we know that it has an illegal type, see if
11603   // it is only used by trunc or trunc(lshr) operations.  If so, we split the
11604   // PHI into the various pieces being extracted.  This sort of thing is
11605   // introduced when SROA promotes an aggregate to a single large integer type.
11606   if (isa<IntegerType>(PN.getType()) && TD &&
11607       !TD->isLegalInteger(PN.getType()->getPrimitiveSizeInBits()))
11608     if (Instruction *Res = SliceUpIllegalIntegerPHI(PN))
11609       return Res;
11610   
11611   return 0;
11612 }
11613
11614 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
11615   SmallVector<Value*, 8> Ops(GEP.op_begin(), GEP.op_end());
11616
11617   if (Value *V = SimplifyGEPInst(&Ops[0], Ops.size(), TD))
11618     return ReplaceInstUsesWith(GEP, V);
11619
11620   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
11621
11622   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
11623     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
11624
11625   // Eliminate unneeded casts for indices.
11626   if (TD) {
11627     bool MadeChange = false;
11628     unsigned PtrSize = TD->getPointerSizeInBits();
11629     
11630     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
11631     for (User::op_iterator I = GEP.op_begin() + 1, E = GEP.op_end();
11632          I != E; ++I, ++GTI) {
11633       if (!isa<SequentialType>(*GTI)) continue;
11634       
11635       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
11636       // to what we need.  If narrower, sign-extend it to what we need.  This
11637       // explicit cast can make subsequent optimizations more obvious.
11638       unsigned OpBits = cast<IntegerType>((*I)->getType())->getBitWidth();
11639       if (OpBits == PtrSize)
11640         continue;
11641       
11642       *I = Builder->CreateIntCast(*I, TD->getIntPtrType(GEP.getContext()),true);
11643       MadeChange = true;
11644     }
11645     if (MadeChange) return &GEP;
11646   }
11647
11648   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
11649   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
11650   // getelementptr instructions into a single instruction.
11651   //
11652   if (GEPOperator *Src = dyn_cast<GEPOperator>(PtrOp)) {
11653     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
11654     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
11655     // avoids us creating a TON of code in some cases.
11656     //
11657     if (GetElementPtrInst *SrcGEP =
11658           dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src->getOperand(0)))
11659       if (SrcGEP->getNumOperands() == 2)
11660         return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
11661
11662     SmallVector<Value*, 8> Indices;
11663
11664     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
11665     bool EndsWithSequential = false;
11666     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*Src), E = gep_type_end(*Src);
11667          I != E; ++I)
11668       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
11669
11670     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
11671     if (EndsWithSequential) {
11672       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
11673       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
11674       //
11675       Value *Sum;
11676       Value *SO1 = Src->getOperand(Src->getNumOperands()-1);
11677       Value *GO1 = GEP.getOperand(1);
11678       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
11679         Sum = GO1;
11680       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
11681         Sum = SO1;
11682       } else {
11683         // If they aren't the same type, then the input hasn't been processed
11684         // by the loop above yet (which canonicalizes sequential index types to
11685         // intptr_t).  Just avoid transforming this until the input has been
11686         // normalized.
11687         if (SO1->getType() != GO1->getType())
11688           return 0;
11689         Sum = Builder->CreateAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
11690       }
11691
11692       // Update the GEP in place if possible.
11693       if (Src->getNumOperands() == 2) {
11694         GEP.setOperand(0, Src->getOperand(0));
11695         GEP.setOperand(1, Sum);
11696         return &GEP;
11697       }
11698       Indices.append(Src->op_begin()+1, Src->op_end()-1);
11699       Indices.push_back(Sum);
11700       Indices.append(GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
11701     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
11702                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
11703                Src->getNumOperands() != 1) {
11704       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
11705       Indices.append(Src->op_begin()+1, Src->op_end());
11706       Indices.append(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
11707     }
11708
11709     if (!Indices.empty())
11710       return (cast<GEPOperator>(&GEP)->isInBounds() &&
11711               Src->isInBounds()) ?
11712         GetElementPtrInst::CreateInBounds(Src->getOperand(0), Indices.begin(),
11713                                           Indices.end(), GEP.getName()) :
11714         GetElementPtrInst::Create(Src->getOperand(0), Indices.begin(),
11715                                   Indices.end(), GEP.getName());
11716   }
11717   
11718   // Handle gep(bitcast x) and gep(gep x, 0, 0, 0).
11719   if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {
11720     assert(isa<PointerType>(X->getType()) && "Must be cast from pointer");
11721
11722     // If the input bitcast is actually "bitcast(bitcast(x))", then we don't 
11723     // want to change the gep until the bitcasts are eliminated.
11724     if (getBitCastOperand(X)) {
11725       Worklist.AddValue(PtrOp);
11726       return 0;
11727     }
11728     
11729     bool HasZeroPointerIndex = false;
11730     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1)))
11731       HasZeroPointerIndex = C->isZero();
11732     
11733     // Transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
11734     // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
11735     //
11736     // Likewise, transform: GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
11737     //           into     : GEP i8* X, ...
11738     // 
11739     // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
11740     if (HasZeroPointerIndex) {
11741       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
11742       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
11743       if (const ArrayType *CATy =
11744           dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType())) {
11745         // GEP (bitcast i8* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
11746         if (CATy->getElementType() == XTy->getElementType()) {
11747           // -> GEP i8* X, ...
11748           SmallVector<Value*, 8> Indices(GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
11749           return cast<GEPOperator>(&GEP)->isInBounds() ?
11750             GetElementPtrInst::CreateInBounds(X, Indices.begin(), Indices.end(),
11751                                               GEP.getName()) :
11752             GetElementPtrInst::Create(X, Indices.begin(), Indices.end(),
11753                                       GEP.getName());
11754         }
11755         
11756         if (const ArrayType *XATy = dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType())){
11757           // GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ... ?
11758           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
11759             // -> GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
11760             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
11761             // to an array of the same type as the destination pointer
11762             // array.  Because the array type is never stepped over (there
11763             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
11764             GEP.setOperand(0, X);
11765             return &GEP;
11766           }
11767         }
11768       }
11769     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
11770       // Transform things like:
11771       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
11772       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
11773       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
11774       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
11775       if (TD && isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
11776           TD->getTypeAllocSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
11777           TD->getTypeAllocSize(ResElTy)) {
11778         Value *Idx[2];
11779         Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context));
11780         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
11781         Value *NewGEP = cast<GEPOperator>(&GEP)->isInBounds() ?
11782           Builder->CreateInBoundsGEP(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()) :
11783           Builder->CreateGEP(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
11784         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
11785         return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
11786       }
11787       
11788       // Transform things like:
11789       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
11790       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
11791       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
11792       
11793       if (TD && isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::getInt8Ty(*Context)) {
11794         uint64_t ArrayEltSize =
11795             TD->getTypeAllocSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
11796         
11797         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
11798         // allow either a mul, shift, or constant here.
11799         Value *NewIdx = 0;
11800         ConstantInt *Scale = 0;
11801         if (ArrayEltSize == 1) {
11802           NewIdx = GEP.getOperand(1);
11803           Scale = ConstantInt::get(cast<IntegerType>(NewIdx->getType()), 1);
11804         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
11805           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
11806           Scale = CI;
11807         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
11808           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
11809               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
11810             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
11811             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
11812             Scale = ConstantInt::get(cast<IntegerType>(Inst->getType()),
11813                                      1ULL << ShAmtVal);
11814             NewIdx = Inst->getOperand(0);
11815           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
11816                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
11817             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
11818             NewIdx = Inst->getOperand(0);
11819           }
11820         }
11821         
11822         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
11823         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
11824         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
11825         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
11826         if (ArrayEltSize && Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
11827             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
11828           Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
11829                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
11830           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
11831             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
11832                                                        false /*ZExt*/);
11833             NewIdx = Builder->CreateMul(NewIdx, C, "idxscale");
11834           }
11835
11836           // Insert the new GEP instruction.
11837           Value *Idx[2];
11838           Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context));
11839           Idx[1] = NewIdx;
11840           Value *NewGEP = cast<GEPOperator>(&GEP)->isInBounds() ?
11841             Builder->CreateInBoundsGEP(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()) :
11842             Builder->CreateGEP(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
11843           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
11844           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
11845         }
11846       }
11847     }
11848   }
11849   
11850   /// See if we can simplify:
11851   ///   X = bitcast A* to B*
11852   ///   Y = gep X, <...constant indices...>
11853   /// into a gep of the original struct.  This is important for SROA and alias
11854   /// analysis of unions.  If "A" is also a bitcast, wait for A/X to be merged.
11855   if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(PtrOp)) {
11856     if (TD &&
11857         !isa<BitCastInst>(BCI->getOperand(0)) && GEP.hasAllConstantIndices()) {
11858       // Determine how much the GEP moves the pointer.  We are guaranteed to get
11859       // a constant back from EmitGEPOffset.
11860       ConstantInt *OffsetV = cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(&GEP, *this));
11861       int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
11862       
11863       // If this GEP instruction doesn't move the pointer, just replace the GEP
11864       // with a bitcast of the real input to the dest type.
11865       if (Offset == 0) {
11866         // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
11867         // converted to match the type of the cast, don't touch this.
11868         if (isa<AllocaInst>(BCI->getOperand(0)) ||
11869             isMalloc(BCI->getOperand(0))) {
11870           // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
11871           if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
11872             if (I != BCI) {
11873               I->takeName(BCI);
11874               BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
11875               ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
11876             }
11877             return &GEP;
11878           }
11879         }
11880         return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
11881       }
11882       
11883       // Otherwise, if the offset is non-zero, we need to find out if there is a
11884       // field at Offset in 'A's type.  If so, we can pull the cast through the
11885       // GEP.
11886       SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
11887       const Type *InTy =
11888         cast<PointerType>(BCI->getOperand(0)->getType())->getElementType();
11889       if (FindElementAtOffset(InTy, Offset, NewIndices, TD, Context)) {
11890         Value *NGEP = cast<GEPOperator>(&GEP)->isInBounds() ?
11891           Builder->CreateInBoundsGEP(BCI->getOperand(0), NewIndices.begin(),
11892                                      NewIndices.end()) :
11893           Builder->CreateGEP(BCI->getOperand(0), NewIndices.begin(),
11894                              NewIndices.end());
11895         
11896         if (NGEP->getType() == GEP.getType())
11897           return ReplaceInstUsesWith(GEP, NGEP);
11898         NGEP->takeName(&GEP);
11899         return new BitCastInst(NGEP, GEP.getType());
11900       }
11901     }
11902   }    
11903     
11904   return 0;
11905 }
11906
11907 Instruction *InstCombiner::visitAllocaInst(AllocaInst &AI) {
11908   // Convert: alloca Ty, C - where C is a constant != 1 into: alloca [C x Ty], 1
11909   if (AI.isArrayAllocation()) {  // Check C != 1
11910     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
11911       const Type *NewTy = 
11912         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
11913       assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
11914       AllocaInst *New = Builder->CreateAlloca(NewTy, 0, AI.getName());
11915       New->setAlignment(AI.getAlignment());
11916
11917       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
11918       // allocas if possible...also skip interleaved debug info
11919       //
11920       BasicBlock::iterator It = New;
11921       while (isa<AllocaInst>(*It) || isa<DbgInfoIntrinsic>(*It)) ++It;
11922
11923       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
11924       // insert our getelementptr instruction...
11925       //
11926       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context));
11927       Value *Idx[2];
11928       Idx[0] = NullIdx;
11929       Idx[1] = NullIdx;
11930       Value *V = GetElementPtrInst::CreateInBounds(New, Idx, Idx + 2,
11931                                                    New->getName()+".sub", It);
11932
11933       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
11934       // allocation.
11935       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
11936     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
11937       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
11938     }
11939   }
11940
11941   if (TD && isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized()) {
11942     // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
11943     // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate
11944     // and return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
11945     if (TD->getTypeAllocSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
11946       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
11947
11948     // If the alignment is 0 (unspecified), assign it the preferred alignment.
11949     if (AI.getAlignment() == 0)
11950       AI.setAlignment(TD->getPrefTypeAlignment(AI.getAllocatedType()));
11951   }
11952
11953   return 0;
11954 }
11955
11956 Instruction *InstCombiner::visitFree(Instruction &FI) {
11957   Value *Op = FI.getOperand(1);
11958
11959   // free undef -> unreachable.
11960   if (isa<UndefValue>(Op)) {
11961     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
11962     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(*Context),
11963            UndefValue::get(Type::getInt1PtrTy(*Context)), &FI);
11964     return EraseInstFromFunction(FI);
11965   }
11966   
11967   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
11968   // when lots of inlining happens.
11969   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
11970     return EraseInstFromFunction(FI);
11971
11972   // If we have a malloc call whose only use is a free call, delete both.
11973   if (isMalloc(Op)) {
11974     if (CallInst* CI = extractMallocCallFromBitCast(Op)) {
11975       if (Op->hasOneUse() && CI->hasOneUse()) {
11976         EraseInstFromFunction(FI);
11977         EraseInstFromFunction(*CI);
11978         return EraseInstFromFunction(*cast<Instruction>(Op));
11979       }
11980     } else {
11981       // Op is a call to malloc
11982       if (Op->hasOneUse()) {
11983         EraseInstFromFunction(FI);
11984         return EraseInstFromFunction(*cast<Instruction>(Op));
11985       }
11986     }
11987   }
11988
11989   return 0;
11990 }
11991
11992 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
11993 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
11994                                         const TargetData *TD) {
11995   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
11996   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
11997   LLVMContext *Context = IC.getContext();
11998
11999   const PointerType *DestTy = cast<PointerType>(CI->getType());
12000   const Type *DestPTy = DestTy->getElementType();
12001   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
12002
12003     // If the address spaces don't match, don't eliminate the cast.
12004     if (DestTy->getAddressSpace() != SrcTy->getAddressSpace())
12005       return 0;
12006
12007     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
12008
12009     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
12010          isa<VectorType>(DestPTy)) {
12011       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
12012       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
12013       // constants.
12014       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
12015         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
12016           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
12017             Value *Idxs[2];
12018             Idxs[0] = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*Context));
12019             Idxs[1] = Idxs[0];
12020             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
12021             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
12022             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
12023           }
12024
12025       if (IC.getTargetData() &&
12026           (SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
12027             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
12028           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
12029           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
12030           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
12031           IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
12032                IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
12033
12034         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
12035         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
12036         // the result of the loaded value.
12037         Value *NewLoad = 
12038           IC.Builder->CreateLoad(CastOp, LI.isVolatile(), CI->getName());
12039         // Now cast the result of the load.
12040         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
12041       }
12042     }
12043   }
12044   return 0;
12045 }
12046
12047 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
12048   Value *Op = LI.getOperand(0);
12049
12050   // Attempt to improve the alignment.
12051   if (TD) {
12052     unsigned KnownAlign =
12053       GetOrEnforceKnownAlignment(Op, TD->getPrefTypeAlignment(LI.getType()));
12054     if (KnownAlign >
12055         (LI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(LI.getType()) :
12056                                   LI.getAlignment()))
12057       LI.setAlignment(KnownAlign);
12058   }
12059
12060   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe.
12061   if (isa<CastInst>(Op))
12062     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
12063       return Res;
12064
12065   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
12066   if (LI.isVolatile()) return 0;
12067   
12068   // Do really simple store-to-load forwarding and load CSE, to catch cases
12069   // where there are several consequtive memory accesses to the same location,
12070   // separated by a few arithmetic operations.
12071   BasicBlock::iterator BBI = &LI;
12072   if (Value *AvailableVal = FindAvailableLoadedValue(Op, LI.getParent(), BBI,6))
12073     return ReplaceInstUsesWith(LI, AvailableVal);
12074
12075   // load(gep null, ...) -> unreachable
12076   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
12077     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
12078     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
12079     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) && GEPI->getPointerAddressSpace() == 0){
12080       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
12081       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
12082       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
12083       // CFG.
12084       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
12085                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
12086       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
12087     }
12088   } 
12089
12090   // load null/undef -> unreachable
12091   // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
12092   if (isa<UndefValue>(Op) ||
12093       (isa<ConstantPointerNull>(Op) && LI.getPointerAddressSpace() == 0)) {
12094     // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
12095     // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
12096     // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
12097     new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
12098                   Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
12099     return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
12100   }
12101
12102   // Instcombine load (constantexpr_cast global) -> cast (load global)
12103   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op))
12104     if (CE->isCast())
12105       if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
12106         return Res;
12107   
12108   if (Op->hasOneUse()) {
12109     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
12110     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
12111     // exposes redundancy in the code.
12112     //
12113     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
12114     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
12115     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
12116     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
12117     // unconditionally.
12118     //
12119     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
12120       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
12121       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
12122           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
12123         Value *V1 = Builder->CreateLoad(SI->getOperand(1),
12124                                         SI->getOperand(1)->getName()+".val");
12125         Value *V2 = Builder->CreateLoad(SI->getOperand(2),
12126                                         SI->getOperand(2)->getName()+".val");
12127         return SelectInst::Create(SI->getCondition(), V1, V2);
12128       }
12129
12130       // load (select (cond, null, P)) -> load P
12131       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
12132         if (C->isNullValue()) {
12133           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
12134           return &LI;
12135         }
12136
12137       // load (select (cond, P, null)) -> load P
12138       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
12139         if (C->isNullValue()) {
12140           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
12141           return &LI;
12142         }
12143     }
12144   }
12145   return 0;
12146 }
12147
12148 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
12149 /// when possible.  This makes it generally easy to do alias analysis and/or
12150 /// SROA/mem2reg of the memory object.
12151 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
12152   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
12153   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
12154
12155   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
12156   const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType());
12157   if (SrcTy == 0) return 0;
12158   
12159   const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
12160
12161   if (!DestPTy->isInteger() && !isa<PointerType>(DestPTy))
12162     return 0;
12163   
12164   /// NewGEPIndices - If SrcPTy is an aggregate type, we can emit a "noop gep"
12165   /// to its first element.  This allows us to handle things like:
12166   ///   store i32 xxx, (bitcast {foo*, float}* %P to i32*)
12167   /// on 32-bit hosts.
12168   SmallVector<Value*, 4> NewGEPIndices;
12169   
12170   // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
12171   // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
12172   // constants.
12173   if (isa<ArrayType>(SrcPTy) || isa<StructType>(SrcPTy)) {
12174     // Index through pointer.
12175     Constant *Zero = Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(*IC.getContext()));
12176     NewGEPIndices.push_back(Zero);
12177     
12178     while (1) {
12179       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcPTy)) {
12180         if (!STy->getNumElements()) /* Struct can be empty {} */
12181           break;
12182         NewGEPIndices.push_back(Zero);
12183         SrcPTy = STy->getElementType(0);
12184       } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy)) {
12185         NewGEPIndices.push_back(Zero);
12186         SrcPTy = ATy->getElementType();
12187       } else {
12188         break;
12189       }
12190     }
12191     
12192     SrcTy = PointerType::get(SrcPTy, SrcTy->getAddressSpace());
12193   }
12194
12195   if (!SrcPTy->isInteger() && !isa<PointerType>(SrcPTy))
12196     return 0;
12197   
12198   // If the pointers point into different address spaces or if they point to
12199   // values with different sizes, we can't do the transformation.
12200   if (!IC.getTargetData() ||
12201       SrcTy->getAddressSpace() != 
12202         cast<PointerType>(CI->getType())->getAddressSpace() ||
12203       IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(SrcPTy) !=
12204       IC.getTargetData()->getTypeSizeInBits(DestPTy))
12205     return 0;
12206
12207   // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
12208   // the same size.  Instead of casting the pointer before 
12209   // the store, cast the value to be stored.
12210   Value *NewCast;
12211   Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
12212   Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
12213   const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
12214   const Type* CastDstTy = SrcPTy;
12215   if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
12216     if (CastSrcTy->isInteger())
12217       opcode = Instruction::IntToPtr;
12218   } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
12219     if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
12220       opcode = Instruction::PtrToInt;
12221   }
12222   
12223   // SIOp0 is a pointer to aggregate and this is a store to the first field,
12224   // emit a GEP to index into its first field.
12225   if (!NewGEPIndices.empty())
12226     CastOp = IC.Builder->CreateInBoundsGEP(CastOp, NewGEPIndices.begin(),
12227                                            NewGEPIndices.end());
12228   
12229   NewCast = IC.Builder->CreateCast(opcode, SIOp0, CastDstTy,
12230                                    SIOp0->getName()+".c");
12231   return new StoreInst(NewCast, CastOp);
12232 }
12233
12234 /// equivalentAddressValues - Test if A and B will obviously have the same
12235 /// value. This includes recognizing that %t0 and %t1 will have the same
12236 /// value in code like this:
12237 ///   %t0 = getelementptr \@a, 0, 3
12238 ///   store i32 0, i32* %t0
12239 ///   %t1 = getelementptr \@a, 0, 3
12240 ///   %t2 = load i32* %t1
12241 ///
12242 static bool equivalentAddressValues(Value *A, Value *B) {
12243   // Test if the values are trivially equivalent.
12244   if (A == B) return true;
12245   
12246   // Test if the values come form identical arithmetic instructions.
12247   // This uses isIdenticalToWhenDefined instead of isIdenticalTo because
12248   // its only used to compare two uses within the same basic block, which
12249   // means that they'll always either have the same value or one of them
12250   // will have an undefined value.
12251   if (isa<BinaryOperator>(A) ||
12252       isa<CastInst>(A) ||
12253       isa<PHINode>(A) ||
12254       isa<GetElementPtrInst>(A))
12255     if (Instruction *BI = dyn_cast<Instruction>(B))
12256       if (cast<Instruction>(A)->isIdenticalToWhenDefined(BI))
12257         return true;
12258   
12259   // Otherwise they may not be equivalent.
12260   return false;
12261 }
12262
12263 // If this instruction has two uses, one of which is a llvm.dbg.declare,
12264 // return the llvm.dbg.declare.
12265 DbgDeclareInst *InstCombiner::hasOneUsePlusDeclare(Value *V) {
12266   if (!V->hasNUses(2))
12267     return 0;
12268   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
12269        UI != E; ++UI) {
12270     if (DbgDeclareInst *DI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(UI))
12271       return DI;
12272     if (isa<BitCastInst>(UI) && UI->hasOneUse()) {
12273       if (DbgDeclareInst *DI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(UI->use_begin()))
12274         return DI;
12275       }
12276   }
12277   return 0;
12278 }
12279
12280 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
12281   Value *Val = SI.getOperand(0);
12282   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
12283
12284   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
12285   // alloca dead.
12286   // If the RHS is an alloca with a two uses, the other one being a 
12287   // llvm.dbg.declare, zapify the store and the declare, making the
12288   // alloca dead.  We must do this to prevent declare's from affecting
12289   // codegen.
12290   if (!SI.isVolatile()) {
12291     if (Ptr->hasOneUse()) {
12292       if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
12293         EraseInstFromFunction(SI);
12294         ++NumCombined;
12295         return 0;
12296       }
12297       if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr)) {
12298         if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0))) {
12299           if (GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
12300             EraseInstFromFunction(SI);
12301             ++NumCombined;
12302             return 0;
12303           }
12304           if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(GEP->getOperand(0))) {
12305             EraseInstFromFunction(*DI);
12306             EraseInstFromFunction(SI);
12307             ++NumCombined;
12308             return 0;
12309           }
12310         }
12311       }
12312     }
12313     if (DbgDeclareInst *DI = hasOneUsePlusDeclare(Ptr)) {
12314       EraseInstFromFunction(*DI);
12315       EraseInstFromFunction(SI);
12316       ++NumCombined;
12317       return 0;
12318     }
12319   }
12320
12321   // Attempt to improve the alignment.
12322   if (TD) {
12323     unsigned KnownAlign =
12324       GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr, TD->getPrefTypeAlignment(Val->getType()));
12325     if (KnownAlign >
12326         (SI.getAlignment() == 0 ? TD->getABITypeAlignment(Val->getType()) :
12327                                   SI.getAlignment()))
12328       SI.setAlignment(KnownAlign);
12329   }
12330
12331   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consecutive
12332   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
12333   // situation often occurs with bitfield accesses.
12334   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
12335   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
12336        --ScanInsts) {
12337     --BBI;
12338     // Don't count debug info directives, lest they affect codegen,
12339     // and we skip pointer-to-pointer bitcasts, which are NOPs.
12340     // It is necessary for correctness to skip those that feed into a
12341     // llvm.dbg.declare, as these are not present when debugging is off.
12342     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
12343         (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType()))) {
12344       ScanInsts++;
12345       continue;
12346     }    
12347     
12348     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
12349       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
12350       if (!PrevSI->isVolatile() &&equivalentAddressValues(PrevSI->getOperand(1),
12351                                                           SI.getOperand(1))) {
12352         ++NumDeadStore;
12353         ++BBI;
12354         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
12355         continue;
12356       }
12357       break;
12358     }
12359     
12360     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
12361     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
12362     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
12363     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
12364       if (LI == Val && equivalentAddressValues(LI->getOperand(0), Ptr) &&
12365           !SI.isVolatile()) {
12366         EraseInstFromFunction(SI);
12367         ++NumCombined;
12368         return 0;
12369       }
12370       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
12371       // may not be dead.
12372       break;
12373     }
12374     
12375     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
12376     if (BBI->mayWriteToMemory() || BBI->mayReadFromMemory())
12377       break;
12378   }
12379   
12380   
12381   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
12382
12383   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
12384   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) && SI.getPointerAddressSpace() == 0) {
12385     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
12386       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
12387       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
12388         Worklist.Add(U);  // Dropped a use.
12389       ++NumCombined;
12390     }
12391     return 0;  // Do not modify these!
12392   }
12393
12394   // store undef, Ptr -> noop
12395   if (isa<UndefValue>(Val)) {
12396     EraseInstFromFunction(SI);
12397     ++NumCombined;
12398     return 0;
12399   }
12400
12401   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
12402   // source instead.
12403   if (isa<CastInst>(Ptr))
12404     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
12405       return Res;
12406   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
12407     if (CE->isCast())
12408       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
12409         return Res;
12410
12411   
12412   // If this store is the last instruction in the basic block (possibly
12413   // excepting debug info instructions and the pointer bitcasts that feed
12414   // into them), and if the block ends with an unconditional branch, try
12415   // to move it to the successor block.
12416   BBI = &SI; 
12417   do {
12418     ++BBI;
12419   } while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
12420            (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType())));
12421   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
12422     if (BI->isUnconditional())
12423       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
12424         return 0;  // xform done!
12425   
12426   return 0;
12427 }
12428
12429 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
12430 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
12431 /// into a phi node with a store in the successor.
12432 ///
12433 /// Simplify things like:
12434 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
12435 /// into a phi node with a store in the successor.
12436 ///
12437 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
12438   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
12439   
12440   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
12441   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
12442   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
12443   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
12444   
12445   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
12446   // the other predecessor.
12447   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
12448   BasicBlock *OtherBB = 0;
12449   if (*PI != StoreBB)
12450     OtherBB = *PI;
12451   ++PI;
12452   if (PI == pred_end(DestBB))
12453     return false;
12454   
12455   if (*PI != StoreBB) {
12456     if (OtherBB)
12457       return false;
12458     OtherBB = *PI;
12459   }
12460   if (++PI != pred_end(DestBB))
12461     return false;
12462
12463   // Bail out if all the relevant blocks aren't distinct (this can happen,
12464   // for example, if SI is in an infinite loop)
12465   if (StoreBB == DestBB || OtherBB == DestBB)
12466     return false;
12467
12468   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
12469   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
12470   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
12471   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
12472     return false;
12473   
12474   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
12475   // else' case.  there is an instruction before the branch.
12476   StoreInst *OtherStore = 0;
12477   if (OtherBr->isUnconditional()) {
12478     --BBI;
12479     // Skip over debugging info.
12480     while (isa<DbgInfoIntrinsic>(BBI) ||
12481            (isa<BitCastInst>(BBI) && isa<PointerType>(BBI->getType()))) {
12482       if (BBI==OtherBB->begin())
12483         return false;
12484       --BBI;
12485     }
12486     // If this isn't a store, isn't a store to the same location, or if the
12487     // alignments differ, bail out.
12488     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
12489     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1) ||
12490         OtherStore->getAlignment() != SI.getAlignment())
12491       return false;
12492   } else {
12493     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
12494     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
12495     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
12496         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
12497       return false;
12498     
12499     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
12500     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
12501     // lives in OtherBB.
12502     for (;; --BBI) {
12503       // Check to see if we find the matching store.
12504       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
12505         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1) ||
12506             OtherStore->getAlignment() != SI.getAlignment())
12507           return false;
12508         break;
12509       }
12510       // If we find something that may be using or overwriting the stored
12511       // value, or if we run out of instructions, we can't do the xform.
12512       if (BBI->mayReadFromMemory() || BBI->mayWriteToMemory() ||
12513           BBI == OtherBB->begin())
12514         return false;
12515     }
12516     
12517     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
12518     // make sure nothing reads or overwrites the stored value in
12519     // StoreBB.
12520     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
12521       // FIXME: This should really be AA driven.
12522       if (I->mayReadFromMemory() || I->mayWriteToMemory())
12523         return false;
12524     }
12525   }
12526   
12527   // Insert a PHI node now if we need it.
12528   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
12529   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
12530     PHINode *PN = PHINode::Create(MergedVal->getType(), "storemerge");
12531     PN->reserveOperandSpace(2);
12532     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
12533     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
12534     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
12535   }
12536   
12537   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
12538   // insert it.
12539   BBI = DestBB->getFirstNonPHI();
12540   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
12541                                     OtherStore->isVolatile(),
12542                                     SI.getAlignment()), *BBI);
12543   
12544   // Nuke the old stores.
12545   EraseInstFromFunction(SI);
12546   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
12547   ++NumCombined;
12548   return true;
12549 }
12550
12551
12552 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
12553   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
12554   Value *X = 0;
12555   BasicBlock *TrueDest;
12556   BasicBlock *FalseDest;
12557   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
12558       !isa<Constant>(X)) {
12559     // Swap Destinations and condition...
12560     BI.setCondition(X);
12561     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
12562     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
12563     return &BI;
12564   }
12565
12566   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
12567   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
12568   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
12569                              TrueDest, FalseDest)) &&
12570       BI.getCondition()->hasOneUse())
12571     if (FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
12572         FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) {
12573       FCmpInst *Cond = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
12574       Cond->setPredicate(FCmpInst::getInversePredicate(FPred));
12575       
12576       // Swap Destinations and condition.
12577       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
12578       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
12579       Worklist.Add(Cond);
12580       return &BI;
12581     }
12582
12583   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
12584   ICmpInst::Predicate IPred;
12585   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
12586                       TrueDest, FalseDest)) &&
12587       BI.getCondition()->hasOneUse())
12588     if (IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
12589         IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
12590         IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) {
12591       ICmpInst *Cond = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
12592       Cond->setPredicate(ICmpInst::getInversePredicate(IPred));
12593       // Swap Destinations and condition.
12594       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
12595       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
12596       Worklist.Add(Cond);
12597       return &BI;
12598     }
12599
12600   return 0;
12601 }
12602
12603 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
12604   Value *Cond = SI.getCondition();
12605   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
12606     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
12607       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
12608         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
12609         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
12610           SI.setOperand(i,
12611                    ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
12612                                                 AddRHS));
12613         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
12614         Worklist.Add(I);
12615         return &SI;
12616       }
12617   }
12618   return 0;
12619 }
12620
12621 Instruction *InstCombiner::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EV) {
12622   Value *Agg = EV.getAggregateOperand();
12623
12624   if (!EV.hasIndices())
12625     return ReplaceInstUsesWith(EV, Agg);
12626
12627   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Agg)) {
12628     if (isa<UndefValue>(C))
12629       return ReplaceInstUsesWith(EV, UndefValue::get(EV.getType()));
12630       
12631     if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
12632       return ReplaceInstUsesWith(EV, Constant::getNullValue(EV.getType()));
12633
12634     if (isa<ConstantArray>(C) || isa<ConstantStruct>(C)) {
12635       // Extract the element indexed by the first index out of the constant
12636       Value *V = C->getOperand(*EV.idx_begin());
12637       if (EV.getNumIndices() > 1)
12638         // Extract the remaining indices out of the constant indexed by the
12639         // first index
12640         return ExtractValueInst::Create(V, EV.idx_begin() + 1, EV.idx_end());
12641       else
12642         return ReplaceInstUsesWith(EV, V);
12643     }
12644     return 0; // Can't handle other constants
12645   } 
12646   if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(Agg)) {
12647     // We're extracting from an insertvalue instruction, compare the indices
12648     const unsigned *exti, *exte, *insi, *inse;
12649     for (exti = EV.idx_begin(), insi = IV->idx_begin(),
12650          exte = EV.idx_end(), inse = IV->idx_end();
12651          exti != exte && insi != inse;
12652          ++exti, ++insi) {
12653       if (*insi != *exti)
12654         // The insert and extract both reference distinctly different elements.
12655         // This means the extract is not influenced by the insert, and we can
12656         // replace the aggregate operand of the extract with the aggregate
12657         // operand of the insert. i.e., replace
12658         // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
12659         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 0
12660         // with
12661         // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 0
12662         return ExtractValueInst::Create(IV->getAggregateOperand(),
12663                                         EV.idx_begin(), EV.idx_end());
12664     }
12665     if (exti == exte && insi == inse)
12666       // Both iterators are at the end: Index lists are identical. Replace
12667       // %B = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
12668       // %C = extractvalue { i32, { i32 } } %B, 1, 0
12669       // with "i32 42"
12670       return ReplaceInstUsesWith(EV, IV->getInsertedValueOperand());
12671     if (exti == exte) {
12672       // The extract list is a prefix of the insert list. i.e. replace
12673       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, i32 42, 1, 0
12674       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1
12675       // with
12676       // %X = extractvalue { i32, { i32 } } %A, 1
12677       // %E = insertvalue { i32 } %X, i32 42, 0
12678       // by switching the order of the insert and extract (though the
12679       // insertvalue should be left in, since it may have other uses).
12680       Value *NewEV = Builder->CreateExtractValue(IV->getAggregateOperand(),
12681                                                  EV.idx_begin(), EV.idx_end());
12682       return InsertValueInst::Create(NewEV, IV->getInsertedValueOperand(),
12683                                      insi, inse);
12684     }
12685     if (insi == inse)
12686       // The insert list is a prefix of the extract list
12687       // We can simply remove the common indices from the extract and make it
12688       // operate on the inserted value instead of the insertvalue result.
12689       // i.e., replace
12690       // %I = insertvalue { i32, { i32 } } %A, { i32 } { i32 42 }, 1
12691       // %E = extractvalue { i32, { i32 } } %I, 1, 0
12692       // with
12693       // %E extractvalue { i32 } { i32 42 }, 0
12694       return ExtractValueInst::Create(IV->getInsertedValueOperand(), 
12695                                       exti, exte);
12696   }
12697   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Agg)) {
12698     // We're extracting from an intrinsic, see if we're the only user, which
12699     // allows us to simplify multiple result intrinsics to simpler things that
12700     // just get one value..
12701     if (II->hasOneUse()) {
12702       // Check if we're grabbing the overflow bit or the result of a 'with
12703       // overflow' intrinsic.  If it's the latter we can remove the intrinsic
12704       // and replace it with a traditional binary instruction.
12705       switch (II->getIntrinsicID()) {
12706       case Intrinsic::uadd_with_overflow:
12707       case Intrinsic::sadd_with_overflow:
12708         if (*EV.idx_begin() == 0) {  // Normal result.
12709           Value *LHS = II->getOperand(1), *RHS = II->getOperand(2);
12710           II->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(II->getType()));
12711           EraseInstFromFunction(*II);
12712           return BinaryOperator::CreateAdd(LHS, RHS);
12713         }
12714         break;
12715       case Intrinsic::usub_with_overflow:
12716       case Intrinsic::ssub_with_overflow:
12717         if (*EV.idx_begin() == 0) {  // Normal result.
12718           Value *LHS = II->getOperand(1), *RHS = II->getOperand(2);
12719           II->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(II->getType()));
12720           EraseInstFromFunction(*II);
12721           return BinaryOperator::CreateSub(LHS, RHS);
12722         }
12723         break;
12724       case Intrinsic::umul_with_overflow:
12725       case Intrinsic::smul_with_overflow:
12726         if (*EV.idx_begin() == 0) {  // Normal result.
12727           Value *LHS = II->getOperand(1), *RHS = II->getOperand(2);
12728           II->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(II->getType()));
12729           EraseInstFromFunction(*II);
12730           return BinaryOperator::CreateMul(LHS, RHS);
12731         }
12732         break;
12733       default:
12734         break;
12735       }
12736     }
12737   }
12738   // Can't simplify extracts from other values. Note that nested extracts are
12739   // already simplified implicitely by the above (extract ( extract (insert) )
12740   // will be translated into extract ( insert ( extract ) ) first and then just
12741   // the value inserted, if appropriate).
12742   return 0;
12743 }
12744
12745 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
12746 /// is to leave as a vector operation.
12747 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
12748   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
12749     return true;
12750   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
12751     if (isConstant) return true;
12752     // If all elts are the same, we can extract.
12753     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
12754     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
12755       if (C->getOperand(i) != Op0)
12756         return false;
12757     return true;
12758   }
12759   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
12760   if (!I) return false;
12761   
12762   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
12763   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
12764   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
12765       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
12766     return true;
12767   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
12768     return true;
12769   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
12770     if (BO->hasOneUse() &&
12771         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
12772          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
12773       return true;
12774   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
12775     if (CI->hasOneUse() &&
12776         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
12777          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
12778       return true;
12779   
12780   return false;
12781 }
12782
12783 /// Read and decode a shufflevector mask.
12784 ///
12785 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
12786 /// elements in the input.
12787 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
12788   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
12789   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
12790     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
12791   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
12792     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
12793
12794   std::vector<unsigned> Result;
12795   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
12796   for (User::const_op_iterator i = CP->op_begin(), e = CP->op_end(); i!=e; ++i)
12797     if (isa<UndefValue>(*i))
12798       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
12799     else
12800       Result.push_back(cast<ConstantInt>(*i)->getZExtValue());
12801   return Result;
12802 }
12803
12804 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
12805 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
12806 /// extracted from the vector.
12807 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo,
12808                                 LLVMContext *Context) {
12809   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
12810   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
12811   unsigned Width = PTy->getNumElements();
12812   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
12813     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
12814   
12815   if (isa<UndefValue>(V))
12816     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
12817   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
12818     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
12819   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
12820     return CP->getOperand(EltNo);
12821   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12822     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
12823     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
12824       return 0;
12825     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
12826     
12827     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
12828     // inserted value.
12829     if (EltNo == IIElt) 
12830       return III->getOperand(1);
12831     
12832     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
12833     // vector input.
12834     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo, Context);
12835   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
12836     unsigned LHSWidth =
12837       cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12838     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
12839     if (InEl < LHSWidth)
12840       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl, Context);
12841     else if (InEl < LHSWidth*2)
12842       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - LHSWidth, Context);
12843     else
12844       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
12845   }
12846   
12847   // Otherwise, we don't know.
12848   return 0;
12849 }
12850
12851 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
12852   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
12853   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
12854     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
12855
12856   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
12857   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
12858     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
12859   
12860   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
12861     // If vector val is constant with all elements the same, replace EI with
12862     // that element. When the elements are not identical, we cannot replace yet
12863     // (we do that below, but only when the index is constant).
12864     Constant *op0 = C->getOperand(0);
12865     for (unsigned i = 1; i != C->getNumOperands(); ++i)
12866       if (C->getOperand(i) != op0) {
12867         op0 = 0; 
12868         break;
12869       }
12870     if (op0)
12871       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
12872   }
12873   
12874   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
12875   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
12876   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
12877     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
12878     unsigned VectorWidth = EI.getVectorOperandType()->getNumElements();
12879       
12880     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
12881     // crashing the code below.
12882     if (IndexVal >= VectorWidth)
12883       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
12884     
12885     // This instruction only demands the single element from the input vector.
12886     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
12887     // property.
12888     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
12889       APInt UndefElts(VectorWidth, 0);
12890       APInt DemandedMask(VectorWidth, 1 << IndexVal);
12891       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
12892                                                 DemandedMask, UndefElts)) {
12893         EI.setOperand(0, V);
12894         return &EI;
12895       }
12896     }
12897     
12898     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal, Context))
12899       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
12900     
12901     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
12902     // the same number of elements, see if we can find the source element from
12903     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
12904     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
12905       if (const VectorType *VT = 
12906               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
12907         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
12908           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0),
12909                                              IndexVal, Context))
12910             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
12911     }
12912   }
12913   
12914   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
12915     // Push extractelement into predecessor operation if legal and
12916     // profitable to do so
12917     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
12918       if (I->hasOneUse() &&
12919           CheapToScalarize(BO, isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1)))) {
12920         Value *newEI0 =
12921           Builder->CreateExtractElement(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
12922                                         EI.getName()+".lhs");
12923         Value *newEI1 =
12924           Builder->CreateExtractElement(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
12925                                         EI.getName()+".rhs");
12926         return BinaryOperator::Create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
12927       }
12928     } else if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
12929       // Extracting the inserted element?
12930       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
12931         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
12932       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
12933       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
12934       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) && isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
12935         Worklist.AddValue(EI.getOperand(0));
12936         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
12937         return &EI;
12938       }
12939     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
12940       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
12941       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
12942       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
12943         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
12944         Value *Src;
12945         unsigned LHSWidth =
12946           cast<VectorType>(SVI->getOperand(0)->getType())->getNumElements();
12947
12948         if (SrcIdx < LHSWidth)
12949           Src = SVI->getOperand(0);
12950         else if (SrcIdx < LHSWidth*2) {
12951           SrcIdx -= LHSWidth;
12952           Src = SVI->getOperand(1);
12953         } else {
12954           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
12955         }
12956         return ExtractElementInst::Create(Src,
12957                          ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), SrcIdx,
12958                                           false));
12959       }
12960     }
12961     // FIXME: Canonicalize extractelement(bitcast) -> bitcast(extractelement)
12962   }
12963   return 0;
12964 }
12965
12966 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
12967 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
12968 /// Otherwise, return false.
12969 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
12970                                          std::vector<Constant*> &Mask,
12971                                          LLVMContext *Context) {
12972   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
12973          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
12974   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
12975
12976   if (isa<UndefValue>(V)) {
12977     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context)));
12978     return true;
12979   } else if (V == LHS) {
12980     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12981       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), i));
12982     return true;
12983   } else if (V == RHS) {
12984     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
12985       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), i+NumElts));
12986     return true;
12987   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
12988     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
12989     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
12990     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
12991     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
12992     
12993     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
12994       return false;
12995     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
12996     
12997     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
12998       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
12999       // transitively ok.
13000       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask, Context)) {
13001         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
13002         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context));
13003         return true;
13004       }      
13005     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
13006       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
13007           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
13008         unsigned ExtractedIdx =
13009           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
13010         
13011         // This must be extracting from either LHS or RHS.
13012         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
13013           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
13014           // transitively ok.
13015           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask, Context)) {
13016             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
13017             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
13018               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
13019                  ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), ExtractedIdx);
13020             } else {
13021               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
13022               Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
13023                 ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), ExtractedIdx+NumElts);
13024               
13025             }
13026             return true;
13027           }
13028         }
13029       }
13030     }
13031   }
13032   // TODO: Handle shufflevector here!
13033   
13034   return false;
13035 }
13036
13037 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
13038 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
13039 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
13040 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
13041                                      Value *&RHS, LLVMContext *Context) {
13042   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
13043          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
13044          "Invalid shuffle!");
13045   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
13046
13047   if (isa<UndefValue>(V)) {
13048     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context)));
13049     return V;
13050   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
13051     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), 0));
13052     return V;
13053   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
13054     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
13055     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
13056     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
13057     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
13058     
13059     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
13060       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
13061           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
13062         unsigned ExtractedIdx =
13063           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
13064         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
13065         
13066         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
13067         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
13068         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
13069           RHS = EI->getOperand(0);
13070           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS, Context);
13071           Mask[InsertedIdx % NumElts] = 
13072             ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), NumElts+ExtractedIdx);
13073           return V;
13074         }
13075         
13076         if (VecOp == RHS) {
13077           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask,
13078                                             RHS, Context);
13079           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
13080           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
13081             if (i != InsertedIdx)
13082               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), NumElts+i);
13083           }
13084           return V;
13085         }
13086         
13087         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
13088         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
13089         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask,
13090                                          Context))
13091           return EI->getOperand(0);
13092         
13093       }
13094     }
13095   }
13096   // TODO: Handle shufflevector here!
13097   
13098   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
13099   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
13100     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), i));
13101   return V;
13102 }
13103
13104 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
13105   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
13106   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
13107   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
13108   
13109   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
13110   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
13111     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
13112   
13113   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
13114   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
13115   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
13116     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
13117         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
13118       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
13119       unsigned ExtractedIdx =
13120         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
13121       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
13122       
13123       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
13124         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
13125       
13126       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
13127         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
13128       
13129       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
13130       // back into the same place, just use the input vector.
13131       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
13132         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
13133       
13134       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
13135       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
13136       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
13137         std::vector<Constant*> Mask;
13138         Value *RHS = 0;
13139         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS, Context);
13140         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
13141         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
13142         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS,
13143                                      ConstantVector::get(Mask));
13144       }
13145     }
13146   }
13147
13148   unsigned VWidth = cast<VectorType>(VecOp->getType())->getNumElements();
13149   APInt UndefElts(VWidth, 0);
13150   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
13151   if (SimplifyDemandedVectorElts(&IE, AllOnesEltMask, UndefElts))
13152     return &IE;
13153
13154   return 0;
13155 }
13156
13157
13158 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
13159   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
13160   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
13161   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
13162
13163   bool MadeChange = false;
13164
13165   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
13166   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
13167     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
13168
13169   unsigned VWidth = cast<VectorType>(SVI.getType())->getNumElements();
13170
13171   if (VWidth != cast<VectorType>(LHS->getType())->getNumElements())
13172     return 0;
13173
13174   APInt UndefElts(VWidth, 0);
13175   APInt AllOnesEltMask(APInt::getAllOnesValue(VWidth));
13176   if (SimplifyDemandedVectorElts(&SVI, AllOnesEltMask, UndefElts)) {
13177     LHS = SVI.getOperand(0);
13178     RHS = SVI.getOperand(1);
13179     MadeChange = true;
13180   }
13181   
13182   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
13183   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
13184   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
13185     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
13186       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
13187       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
13188     }
13189     
13190     // Remap any references to RHS to use LHS.
13191     std::vector<Constant*> Elts;
13192     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
13193       if (Mask[i] >= 2*e)
13194         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context)));
13195       else {
13196         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
13197             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS))) {
13198           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
13199           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context)));
13200         } else {
13201           Mask[i] = Mask[i] % e;  // Force to LHS.
13202           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context), Mask[i]));
13203         }
13204       }
13205     }
13206     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
13207     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
13208     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
13209     LHS = SVI.getOperand(0);
13210     RHS = SVI.getOperand(1);
13211     MadeChange = true;
13212   }
13213   
13214   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
13215   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
13216     
13217   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
13218     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
13219     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
13220     isLHSID &= (Mask[i] == i);
13221       
13222     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
13223     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
13224   }
13225
13226   // Eliminate identity shuffles.
13227   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
13228   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
13229   
13230   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
13231   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
13232   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
13233   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
13234   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
13235   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
13236   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
13237   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
13238   // (splat(splat)) -> splat.
13239   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
13240     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
13241       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
13242
13243       if (LHSMask.size() == Mask.size()) {
13244         std::vector<unsigned> NewMask;
13245         for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
13246           if (Mask[i] >= e)
13247             NewMask.push_back(2*e);
13248           else
13249             NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
13250       
13251         // If the result mask is equal to the src shuffle or this
13252         // shuffle mask, do the replacement.
13253         if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
13254           unsigned LHSInNElts =
13255             cast<VectorType>(LHSSVI->getOperand(0)->getType())->
13256             getNumElements();
13257           std::vector<Constant*> Elts;
13258           for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
13259             if (NewMask[i] >= LHSInNElts*2) {
13260               Elts.push_back(UndefValue::get(Type::getInt32Ty(*Context)));
13261             } else {
13262               Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(*Context),
13263                                               NewMask[i]));
13264             }
13265           }
13266           return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
13267                                        LHSSVI->getOperand(1),
13268                                        ConstantVector::get(Elts));
13269         }
13270       }
13271     }
13272   }
13273
13274   return MadeChange ? &SVI : 0;
13275 }
13276
13277
13278
13279
13280 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
13281 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
13282 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
13283 /// end of its block.
13284 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
13285   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
13286
13287   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
13288   if (isa<PHINode>(I) || I->mayHaveSideEffects() || isa<TerminatorInst>(I))
13289     return false;
13290
13291   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
13292   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
13293         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
13294     return false;
13295
13296   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
13297   // the end of block that could change the value.
13298   if (I->mayReadFromMemory()) {
13299     for (BasicBlock::iterator Scan = I, E = I->getParent()->end();
13300          Scan != E; ++Scan)
13301       if (Scan->mayWriteToMemory())
13302         return false;
13303   }
13304
13305   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->getFirstNonPHI();
13306
13307   CopyPrecedingStopPoint(I, InsertPos);
13308   I->moveBefore(InsertPos);
13309   ++NumSunkInst;
13310   return true;
13311 }
13312
13313
13314 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
13315 /// all reachable code to the worklist.
13316 ///
13317 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
13318 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
13319 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
13320 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
13321 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
13322 ///
13323 static bool AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
13324                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
13325                                        InstCombiner &IC,
13326                                        const TargetData *TD) {
13327   bool MadeIRChange = false;
13328   SmallVector<BasicBlock*, 256> Worklist;
13329   Worklist.push_back(BB);
13330   
13331   std::vector<Instruction*> InstrsForInstCombineWorklist;
13332   InstrsForInstCombineWorklist.reserve(128);
13333
13334   SmallPtrSet<ConstantExpr*, 64> FoldedConstants;
13335   
13336   while (!Worklist.empty()) {
13337     BB = Worklist.back();
13338     Worklist.pop_back();
13339     
13340     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
13341     if (!Visited.insert(BB)) continue;
13342
13343     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
13344       Instruction *Inst = BBI++;
13345       
13346       // DCE instruction if trivially dead.
13347       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
13348         ++NumDeadInst;
13349         DEBUG(errs() << "IC: DCE: " << *Inst << '\n');
13350         Inst->eraseFromParent();
13351         continue;
13352       }
13353       
13354       // ConstantProp instruction if trivially constant.
13355       if (!Inst->use_empty() && isa<Constant>(Inst->getOperand(0)))
13356         if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD)) {
13357           DEBUG(errs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: "
13358                        << *Inst << '\n');
13359           Inst->replaceAllUsesWith(C);
13360           ++NumConstProp;
13361           Inst->eraseFromParent();
13362           continue;
13363         }
13364       
13365       
13366       
13367       if (TD) {
13368         // See if we can constant fold its operands.
13369         for (User::op_iterator i = Inst->op_begin(), e = Inst->op_end();
13370              i != e; ++i) {
13371           ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(i);
13372           if (CE == 0) continue;
13373           
13374           // If we already folded this constant, don't try again.
13375           if (!FoldedConstants.insert(CE))
13376             continue;
13377           
13378           Constant *NewC = ConstantFoldConstantExpression(CE, TD);
13379           if (NewC && NewC != CE) {
13380             *i = NewC;
13381             MadeIRChange = true;
13382           }
13383         }
13384       }
13385       
13386
13387       InstrsForInstCombineWorklist.push_back(Inst);
13388     }
13389
13390     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
13391     // constant, only visit the reachable successor.
13392     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
13393     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
13394       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
13395         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
13396         BasicBlock *ReachableBB = BI->getSuccessor(!CondVal);
13397         Worklist.push_back(ReachableBB);
13398         continue;
13399       }
13400     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
13401       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
13402         // See if this is an explicit destination.
13403         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
13404           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
13405             BasicBlock *ReachableBB = SI->getSuccessor(i);
13406             Worklist.push_back(ReachableBB);
13407             continue;
13408           }
13409         
13410         // Otherwise it is the default destination.
13411         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
13412         continue;
13413       }
13414     }
13415     
13416     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
13417       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
13418   }
13419   
13420   // Once we've found all of the instructions to add to instcombine's worklist,
13421   // add them in reverse order.  This way instcombine will visit from the top
13422   // of the function down.  This jives well with the way that it adds all uses
13423   // of instructions to the worklist after doing a transformation, thus avoiding
13424   // some N^2 behavior in pathological cases.
13425   IC.Worklist.AddInitialGroup(&InstrsForInstCombineWorklist[0],
13426                               InstrsForInstCombineWorklist.size());
13427   
13428   return MadeIRChange;
13429 }
13430
13431 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
13432   MadeIRChange = false;
13433   
13434   DEBUG(errs() << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
13435         << F.getNameStr() << "\n");
13436
13437   {
13438     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
13439     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
13440     // track of which blocks we visit.
13441     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
13442     MadeIRChange |= AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
13443
13444     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
13445     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
13446     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
13447     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
13448       if (!Visited.count(BB)) {
13449         Instruction *Term = BB->getTerminator();
13450         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
13451           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
13452
13453           DEBUG(errs() << "IC: DCE: " << *I << '\n');
13454           // A debug intrinsic shouldn't force another iteration if we weren't
13455           // going to do one without it.
13456           if (!isa<DbgInfoIntrinsic>(I)) {
13457             ++NumDeadInst;
13458             MadeIRChange = true;
13459           }
13460
13461           // If I is not void type then replaceAllUsesWith undef.
13462           // This allows ValueHandlers and custom metadata to adjust itself.
13463           if (!I->getType()->isVoidTy())
13464             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
13465           I->eraseFromParent();
13466         }
13467       }
13468   }
13469
13470   while (!Worklist.isEmpty()) {
13471     Instruction *I = Worklist.RemoveOne();
13472     if (I == 0) continue;  // skip null values.
13473
13474     // Check to see if we can DCE the instruction.
13475     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
13476       DEBUG(errs() << "IC: DCE: " << *I << '\n');
13477       EraseInstFromFunction(*I);
13478       ++NumDeadInst;
13479       MadeIRChange = true;
13480       continue;
13481     }
13482
13483     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
13484     if (!I->use_empty() && isa<Constant>(I->getOperand(0)))
13485       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD)) {
13486         DEBUG(errs() << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I << '\n');
13487
13488         // Add operands to the worklist.
13489         ReplaceInstUsesWith(*I, C);
13490         ++NumConstProp;
13491         EraseInstFromFunction(*I);
13492         MadeIRChange = true;
13493         continue;
13494       }
13495
13496     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
13497     if (I->hasOneUse()) {
13498       BasicBlock *BB = I->getParent();
13499       Instruction *UserInst = cast<Instruction>(I->use_back());
13500       BasicBlock *UserParent;
13501       
13502       // Get the block the use occurs in.
13503       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(UserInst))
13504         UserParent = PN->getIncomingBlock(I->use_begin().getUse());
13505       else
13506         UserParent = UserInst->getParent();
13507       
13508       if (UserParent != BB) {
13509         bool UserIsSuccessor = false;
13510         // See if the user is one of our successors.
13511         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
13512           if (*SI == UserParent) {
13513             UserIsSuccessor = true;
13514             break;
13515           }
13516
13517         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
13518         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
13519         // otherwise), we can keep going.
13520         if (UserIsSuccessor && UserParent->getSinglePredecessor())
13521           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
13522           MadeIRChange |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
13523       }
13524     }
13525
13526     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it.
13527     Builder->SetInsertPoint(I->getParent(), I);
13528     
13529 #ifndef NDEBUG
13530     std::string OrigI;
13531 #endif
13532     DEBUG(raw_string_ostream SS(OrigI); I->print(SS); OrigI = SS.str(););
13533     DEBUG(errs() << "IC: Visiting: " << OrigI << '\n');
13534
13535     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
13536       ++NumCombined;
13537       // Should we replace the old instruction with a new one?
13538       if (Result != I) {
13539         DEBUG(errs() << "IC: Old = " << *I << '\n'
13540                      << "    New = " << *Result << '\n');
13541
13542         // Everything uses the new instruction now.
13543         I->replaceAllUsesWith(Result);
13544
13545         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
13546         Worklist.Add(Result);
13547         Worklist.AddUsersToWorkList(*Result);
13548
13549         // Move the name to the new instruction first.
13550         Result->takeName(I);
13551
13552         // Insert the new instruction into the basic block...
13553         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
13554         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
13555
13556         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
13557           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
13558             ++InsertPos;
13559
13560         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
13561
13562         EraseInstFromFunction(*I);
13563       } else {
13564 #ifndef NDEBUG
13565         DEBUG(errs() << "IC: Mod = " << OrigI << '\n'
13566                      << "    New = " << *I << '\n');
13567 #endif
13568
13569         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
13570         // if so, remove it.
13571         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
13572           EraseInstFromFunction(*I);
13573         } else {
13574           Worklist.Add(I);
13575           Worklist.AddUsersToWorkList(*I);
13576         }
13577       }
13578       MadeIRChange = true;
13579     }
13580   }
13581
13582   Worklist.Zap();
13583   return MadeIRChange;
13584 }
13585
13586
13587 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
13588   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
13589   Context = &F.getContext();
13590   TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
13591
13592   
13593   /// Builder - This is an IRBuilder that automatically inserts new
13594   /// instructions into the worklist when they are created.
13595   IRBuilder<true, TargetFolder, InstCombineIRInserter> 
13596     TheBuilder(F.getContext(), TargetFolder(TD),
13597                InstCombineIRInserter(Worklist));
13598   Builder = &TheBuilder;
13599   
13600   bool EverMadeChange = false;
13601
13602   // Iterate while there is work to do.
13603   unsigned Iteration = 0;
13604   while (DoOneIteration(F, Iteration++))
13605     EverMadeChange = true;
13606   
13607   Builder = 0;
13608   return EverMadeChange;
13609 }
13610
13611 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
13612   return new InstCombiner();
13613 }