lib/Transforms/Scalar/InstructionCombining.cpp

   1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
  11 // instructions.  This pass does not modify the CFG This pass is where algebraic
  12 // simplification happens.
  13 //
  14 // This pass combines things like:
  15 //    %Y = add int %X, 1
  16 //    %Z = add int %Y, 1
  17 // into:
  18 //    %Z = add int %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. SetCC instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
  28 //    4. All SetCC instructions on boolean values are replaced with logical ops
  29 //    5. add X, X is represented as (X*2) => (X << 1)
  30 //    6. Multiplies with a power-of-two constant argument are transformed into
  31 //       shifts.
  32 //   ... etc.
  33 //
  34 //===----------------------------------------------------------------------===//
  35
  36 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
  37 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  38 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  39 #include "llvm/Pass.h"
  40 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  41 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  42 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  43 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  44 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  45 #include "llvm/Support/CallSite.h"
  46 #include "llvm/Support/Debug.h"
  47 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  48 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
  49 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  50 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
  51 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  52 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  53 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  54 #include <algorithm>
  55 using namespace llvm;
  56 using namespace llvm::PatternMatch;
  57
  58 namespace {
  59   Statistic<> NumCombined ("instcombine", "Number of insts combined");
  60   Statistic<> NumConstProp("instcombine", "Number of constant folds");
  61   Statistic<> NumDeadInst ("instcombine", "Number of dead inst eliminated");
  62   Statistic<> NumSunkInst ("instcombine", "Number of instructions sunk");
  63
  64   class InstCombiner : public FunctionPass,
  65                        public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
  66     // Worklist of all of the instructions that need to be simplified.
  67     std::vector<Instruction*> WorkList;
  68     TargetData *TD;
  69
  70     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
  71     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
  72     /// now.
  73     ///
  74     void AddUsersToWorkList(Instruction &I) {
  75       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
  76            UI != UE; ++UI)
  77         WorkList.push_back(cast<Instruction>(*UI));
  78     }
  79
  80     /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
  81     /// the work lists because they might get more simplified now.
  82     ///
  83     void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
  84       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
  85         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i)))
  86           WorkList.push_back(Op);
  87     }
  88
  89     // removeFromWorkList - remove all instances of I from the worklist.
  90     void removeFromWorkList(Instruction *I);
  91   public:
  92     virtual bool runOnFunction(Function &F);
  93
  94     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  95       AU.addRequired<TargetData>();
  96       AU.setPreservesCFG();
  97     }
  98
  99     TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
 100
 101     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
 102     // instruction types.  The semantics are as follows:
 103     // Return Value:
 104     //    null        - No change was made
 105     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
 106     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
 107     //
 108     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
 109     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
 110     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
 111     Instruction *visitDiv(BinaryOperator &I);
 112     Instruction *visitRem(BinaryOperator &I);
 113     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
 114     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
 115     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
 116     Instruction *visitSetCondInst(SetCondInst &I);
 117     Instruction *visitSetCondInstWithCastAndCast(SetCondInst &SCI);
 118
 119     Instruction *FoldGEPSetCC(User *GEPLHS, Value *RHS,
 120                               Instruction::BinaryOps Cond, Instruction &I);
 121     Instruction *visitShiftInst(ShiftInst &I);
 122     Instruction *visitCastInst(CastInst &CI);
 123     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
 124                                 Instruction *FI);
 125     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &CI);
 126     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
 127     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
 128     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
 129     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
 130     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
 131     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
 132     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
 133     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
 134     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
 135     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
 136
 137     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
 138     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
 139
 140   private:
 141     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
 142     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
 143
 144   public:
 145     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
 146     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
 147     //
 148     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
 149       assert(New && New->getParent() == 0 &&
 150              "New instruction already inserted into a basic block!");
 151       BasicBlock *BB = Old.getParent();
 152       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
 153       WorkList.push_back(New);              // Add to worklist
 154       return New;
 155     }
 156
 157     /// InsertCastBefore - Insert a cast of V to TY before the instruction POS.
 158     /// This also adds the cast to the worklist.  Finally, this returns the
 159     /// cast.
 160     Value *InsertCastBefore(Value *V, const Type *Ty, Instruction &Pos) {
 161       if (V->getType() == Ty) return V;
 162
 163       Instruction *C = new CastInst(V, Ty, V->getName(), &Pos);
 164       WorkList.push_back(C);
 165       return C;
 166     }
 167
 168     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
 169     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
 170     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
 171     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
 172     // modified.
 173     //
 174     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
 175       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
 176       if (&I != V) {
 177         I.replaceAllUsesWith(V);
 178         return &I;
 179       } else {
 180         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
 181         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
 182         I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
 183         return &I;
 184       }
 185     }
 186
 187     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
 188     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
 189     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
 190     // this function.
 191     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
 192       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
 193       AddUsesToWorkList(I);
 194       removeFromWorkList(&I);
 195       I.eraseFromParent();
 196       return 0;  // Don't do anything with FI
 197     }
 198
 199
 200   private:
 201     /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
 202     /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
 203     /// casts that are known to not do anything...
 204     ///
 205     Value *InsertOperandCastBefore(Value *V, const Type *DestTy,
 206                                    Instruction *InsertBefore);
 207
 208     // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
 209     // operators.
 210     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
 211
 212
 213     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
 214     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
 215     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
 216     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
 217
 218     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
 219     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
 220     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
 221     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
 222
 223     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantIntegral *OpRHS,
 224                           ConstantIntegral *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
 225
 226     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantIntegral *Mask,
 227                               bool isSub, Instruction &I);
 228     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
 229                                  bool Inside, Instruction &IB);
 230     Instruction *PromoteCastOfAllocation(CastInst &CI, AllocationInst &AI);
 231   };
 232
 233   RegisterOpt<InstCombiner> X("instcombine", "Combine redundant instructions");
 234 }
 235
 236 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
 237 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
 238 static unsigned getComplexity(Value *V) {
 239   if (isa<Instruction>(V)) {
 240     if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
 241       return 3;
 242     return 4;
 243   }
 244   if (isa<Argument>(V)) return 3;
 245   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
 246 }
 247
 248 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
 249 // it.
 250 static bool isOnlyUse(Value *V) {
 251   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
 252 }
 253
 254 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
 255 // though a va_arg area...
 256 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
 257   switch (Ty->getTypeID()) {
 258   case Type::SByteTyID:
 259   case Type::ShortTyID:  return Type::IntTy;
 260   case Type::UByteTyID:
 261   case Type::UShortTyID: return Type::UIntTy;
 262   case Type::FloatTyID:  return Type::DoubleTy;
 263   default:               return Ty;
 264   }
 265 }
 266
 267 /// isCast - If the specified operand is a CastInst or a constant expr cast,
 268 /// return the operand value, otherwise return null.
 269 static Value *isCast(Value *V) {
 270   if (CastInst *I = dyn_cast<CastInst>(V))
 271     return I->getOperand(0);
 272   else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
 273     if (CE->getOpcode() == Instruction::Cast)
 274       return CE->getOperand(0);
 275   return 0;
 276 }
 277
 278 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
 279 // operators:
 280 //
 281 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
 282 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
 283 //     binary operators.
 284 //
 285 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
 286 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
 287 //
 288 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
 289   bool Changed = false;
 290   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
 291     Changed = !I.swapOperands();
 292
 293   if (!I.isAssociative()) return Changed;
 294   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
 295   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
 296     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
 297       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
 298         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
 299                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
 300                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
 301         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
 302         I.setOperand(1, Folded);
 303         return true;
 304       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
 305         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
 306             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
 307           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
 308           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
 309
 310           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
 311           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
 312           Instruction *New = BinaryOperator::create(Opcode, Op->getOperand(0),
 313                                                     Op1->getOperand(0),
 314                                                     Op1->getName(), &I);
 315           WorkList.push_back(New);
 316           I.setOperand(0, New);
 317           I.setOperand(1, Folded);
 318           return true;
 319         }
 320     }
 321   return Changed;
 322 }
 323
 324 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
 325 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
 326 //
 327 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
 328   if (BinaryOperator::isNeg(V))
 329     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
 330
 331   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
 332   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
 333     return ConstantExpr::getNeg(C);
 334   return 0;
 335 }
 336
 337 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
 338   if (BinaryOperator::isNot(V))
 339     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
 340
 341   // Constants can be considered to be not'ed values...
 342   if (ConstantIntegral *C = dyn_cast<ConstantIntegral>(V))
 343     return ConstantExpr::getNot(C);
 344   return 0;
 345 }
 346
 347 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
 348 // other computations (because it has a constant operand), return the
 349 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
 350 // Otherwise, return null.
 351 //
 352 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
 353   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
 354     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
 355       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
 356         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
 357           return I->getOperand(0);
 358       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
 359         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
 360           // The multiplier is really 1 << CST.
 361           Constant *One = ConstantInt::get(V->getType(), 1);
 362           CST = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getShl(One, CST));
 363           return I->getOperand(0);
 364         }
 365     }
 366   return 0;
 367 }
 368
 369 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
 370 /// expression, return it.
 371 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
 372   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
 373   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
 374     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
 375       return cast<User>(V);
 376   return false;
 377 }
 378
 379 // AddOne, SubOne - Add or subtract a constant one from an integer constant...
 380 static ConstantInt *AddOne(ConstantInt *C) {
 381   return cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getAdd(C,
 382                                          ConstantInt::get(C->getType(), 1)));
 383 }
 384 static ConstantInt *SubOne(ConstantInt *C) {
 385   return cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getSub(C,
 386                                          ConstantInt::get(C->getType(), 1)));
 387 }
 388
 389 /// MaskedValueIsZero - Return true if 'V & Mask' is known to be zero.  We use
 390 /// this predicate to simplify operations downstream.  V and Mask are known to
 391 /// be the same type.
 392 static bool MaskedValueIsZero(Value *V, ConstantIntegral *Mask,
 393                               unsigned Depth = 0) {
 394   // Note, we cannot consider 'undef' to be "IsZero" here.  The problem is that
 395   // we cannot optimize based on the assumption that it is zero without changing
 396   // to to an explicit zero.  If we don't change it to zero, other code could
 397   // optimized based on the contradictory assumption that it is non-zero.
 398   // Because instcombine aggressively folds operations with undef args anyway,
 399   // this won't lose us code quality.
 400   if (Mask->isNullValue())
 401     return true;
 402   if (ConstantIntegral *CI = dyn_cast<ConstantIntegral>(V))
 403     return ConstantExpr::getAnd(CI, Mask)->isNullValue();
 404
 405   if (Depth == 6) return false;  // Limit search depth.
 406
 407   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
 408     switch (I->getOpcode()) {
 409     case Instruction::And:
 410       // (X & C1) & C2 == 0   iff   C1 & C2 == 0.
 411       if (ConstantIntegral *CI = dyn_cast<ConstantIntegral>(I->getOperand(1))) {
 412         ConstantIntegral *C1C2 =
 413           cast<ConstantIntegral>(ConstantExpr::getAnd(CI, Mask));
 414         if (MaskedValueIsZero(I->getOperand(0), C1C2, Depth+1))
 415           return true;
 416       }
 417       // If either the LHS or the RHS are MaskedValueIsZero, the result is zero.
 418       return MaskedValueIsZero(I->getOperand(1), Mask, Depth+1) ||
 419              MaskedValueIsZero(I->getOperand(0), Mask, Depth+1);
 420     case Instruction::Or:
 421     case Instruction::Xor:
 422       // If the LHS and the RHS are MaskedValueIsZero, the result is also zero.
 423       return MaskedValueIsZero(I->getOperand(1), Mask, Depth+1) &&
 424              MaskedValueIsZero(I->getOperand(0), Mask, Depth+1);
 425     case Instruction::Select:
 426       // If the T and F values are MaskedValueIsZero, the result is also zero.
 427       return MaskedValueIsZero(I->getOperand(2), Mask, Depth+1) &&
 428              MaskedValueIsZero(I->getOperand(1), Mask, Depth+1);
 429     case Instruction::Cast: {
 430       const Type *SrcTy = I->getOperand(0)->getType();
 431       if (SrcTy == Type::BoolTy)
 432         return (Mask->getRawValue() & 1) == 0;
 433
 434       if (SrcTy->isInteger()) {
 435         // (cast <ty> X to int) & C2 == 0  iff <ty> could not have contained C2.
 436         if (SrcTy->isUnsigned() &&                      // Only handle zero ext.
 437             ConstantExpr::getCast(Mask, SrcTy)->isNullValue())
 438           return true;
 439
 440         // If this is a noop cast, recurse.
 441         if ((SrcTy->isSigned() && SrcTy->getUnsignedVersion() == I->getType())||
 442             SrcTy->getSignedVersion() == I->getType()) {
 443           Constant *NewMask =
 444           ConstantExpr::getCast(Mask, I->getOperand(0)->getType());
 445           return MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
 446                                    cast<ConstantIntegral>(NewMask), Depth+1);
 447         }
 448       }
 449       break;
 450     }
 451     case Instruction::Shl:
 452       // (shl X, C1) & C2 == 0   iff   (X & C2 >>u C1) == 0
 453       if (ConstantUInt *SA = dyn_cast<ConstantUInt>(I->getOperand(1)))
 454         return MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
 455                     cast<ConstantIntegral>(ConstantExpr::getUShr(Mask, SA)),
 456                                  Depth+1);
 457       break;
 458     case Instruction::Shr:
 459       // (ushr X, C1) & C2 == 0   iff  (-1 >> C1) & C2 == 0
 460       if (ConstantUInt *SA = dyn_cast<ConstantUInt>(I->getOperand(1)))
 461         if (I->getType()->isUnsigned()) {
 462           Constant *C1 = ConstantIntegral::getAllOnesValue(I->getType());
 463           C1 = ConstantExpr::getShr(C1, SA);
 464           C1 = ConstantExpr::getAnd(C1, Mask);
 465           if (C1->isNullValue())
 466             return true;
 467         }
 468       break;
 469     }
 470   }
 471
 472   return false;
 473 }
 474
 475 // isTrueWhenEqual - Return true if the specified setcondinst instruction is
 476 // true when both operands are equal...
 477 //
 478 static bool isTrueWhenEqual(Instruction &I) {
 479   return I.getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
 480          I.getOpcode() == Instruction::SetGE ||
 481          I.getOpcode() == Instruction::SetLE;
 482 }
 483
 484 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
 485 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
 486 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
 487 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
 488 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
 489 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
 490 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
 491 ///
 492 template<typename Functor>
 493 Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
 494   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
 495   Value *LHS = Root.getOperand(0);
 496
 497   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
 498   if (F.shouldApply(LHS))
 499     return F.apply(Root);
 500
 501   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
 502   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
 503   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
 504     // Should we apply this transform to the RHS?
 505     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
 506
 507     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
 508     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
 509       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
 510       ShouldApply = true;
 511     }
 512
 513     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
 514     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
 515     if (ShouldApply) {
 516       BasicBlock *BB = Root.getParent();
 517
 518       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
 519       // and perform the reassociation.
 520       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
 521
 522       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
 523       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
 524
 525       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
 526       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
 527       if (&Root == TmpLHSI) {
 528         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
 529         return 0;
 530       }
 531       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
 532       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
 533       TmpLHSI->getParent()->getInstList().remove(TmpLHSI);
 534       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
 535       BB->getInstList().insert(ARI, TmpLHSI);    // Move TmpLHSI to after Root
 536       ARI = Root;
 537
 538       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
 539       // get to LHSI.
 540       while (TmpLHSI != LHSI) {
 541         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
 542         // Move the instruction to immediately before the chain we are
 543         // constructing to avoid breaking dominance properties.
 544         NextLHSI->getParent()->getInstList().remove(NextLHSI);
 545         BB->getInstList().insert(ARI, NextLHSI);
 546         ARI = NextLHSI;
 547
 548         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
 549         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
 550         TmpLHSI = NextLHSI;
 551         ExtraOperand = NextOp;
 552       }
 553
 554       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
 555       // the transformation...
 556       return F.apply(Root);
 557     }
 558
 559     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
 560   }
 561   return 0;
 562 }
 563
 564
 565 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
 566 struct AddRHS {
 567   Value *RHS;
 568   AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
 569   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
 570   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
 571     return new ShiftInst(Instruction::Shl, Add.getOperand(0),
 572                          ConstantInt::get(Type::UByteTy, 1));
 573   }
 574 };
 575
 576 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
 577 //                 iff C1&C2 == 0
 578 struct AddMaskingAnd {
 579   Constant *C2;
 580   AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
 581   bool shouldApply(Value *LHS) const {
 582     ConstantInt *C1;
 583     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
 584            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
 585   }
 586   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
 587     return BinaryOperator::createOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
 588   }
 589 };
 590
 591 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
 592                                              InstCombiner *IC) {
 593   if (isa<CastInst>(I)) {
 594     if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO))
 595       return ConstantExpr::getCast(SOC, I.getType());
 596
 597     return IC->InsertNewInstBefore(new CastInst(SO, I.getType(),
 598                                                 SO->getName() + ".cast"), I);
 599   }
 600
 601   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
 602   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
 603   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
 604
 605   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
 606     if (ConstIsRHS)
 607       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
 608     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
 609   }
 610
 611   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
 612   if (!ConstIsRHS)
 613     std::swap(Op0, Op1);
 614   Instruction *New;
 615   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
 616     New = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
 617   else if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(&I))
 618     New = new ShiftInst(SI->getOpcode(), Op0, Op1, SO->getName()+".sh");
 619   else {
 620     assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
 621     abort();
 622   }
 623   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
 624 }
 625
 626 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
 627 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
 628 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
 629 // not have a second operand.
 630 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
 631                                      InstCombiner *IC) {
 632   // Don't modify shared select instructions
 633   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
 634   Value *TV = SI->getOperand(1);
 635   Value *FV = SI->getOperand(2);
 636
 637   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
 638     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
 639     if (SI->getType() == Type::BoolTy) return 0;
 640
 641     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
 642     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
 643
 644     return new SelectInst(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
 645                           SelectFalseVal);
 646   }
 647   return 0;
 648 }
 649
 650
 651 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
 652 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
 653 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
 654 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
 655   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
 656   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
 657   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0 ||
 658       !isa<Constant>(PN->getIncomingValue(0))) return 0;
 659
 660   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If not, we
 661   // cannot do the transformation.
 662   for (unsigned i = 1; i != NumPHIValues; ++i)
 663     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i)))
 664       return 0;
 665
 666   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
 667   PHINode *NewPN = new PHINode(I.getType(), I.getName());
 668   I.setName("");
 669   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
 670   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
 671
 672   // Next, add all of the operands to the PHI.
 673   if (I.getNumOperands() == 2) {
 674     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
 675     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
 676       Constant *InV = cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i));
 677       NewPN->addIncoming(ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InV, C),
 678                          PN->getIncomingBlock(i));
 679     }
 680   } else {
 681     assert(isa<CastInst>(I) && "Unary op should be a cast!");
 682     const Type *RetTy = I.getType();
 683     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
 684       Constant *InV = cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i));
 685       NewPN->addIncoming(ConstantExpr::getCast(InV, RetTy),
 686                          PN->getIncomingBlock(i));
 687     }
 688   }
 689   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
 690 }
 691
 692 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
 693   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
 694   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
 695
 696   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
 697     // X + undef -> undef
 698     if (isa<UndefValue>(RHS))
 699       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
 700
 701     // X + 0 --> X
 702     if (!I.getType()->isFloatingPoint()) { // NOTE: -0 + +0 = +0.
 703       if (RHSC->isNullValue())
 704         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
 705     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
 706       if (CFP->isExactlyValue(-0.0))
 707         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
 708     }
 709
 710     // X + (signbit) --> X ^ signbit
 711     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
 712       unsigned NumBits = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 713       uint64_t Val = CI->getRawValue() & (~0ULL >> (64- NumBits));
 714       if (Val == (1ULL << (NumBits-1)))
 715         return BinaryOperator::createXor(LHS, RHS);
 716     }
 717
 718     if (isa<PHINode>(LHS))
 719       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
 720         return NV;
 721
 722     ConstantInt *XorRHS;
 723     Value *XorLHS;
 724     if (match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
 725       unsigned TySizeBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 726       int64_t  RHSSExt = cast<ConstantInt>(RHSC)->getSExtValue();
 727       uint64_t RHSZExt = cast<ConstantInt>(RHSC)->getZExtValue();
 728
 729       uint64_t C0080Val = 1ULL << 31;
 730       int64_t CFF80Val = -C0080Val;
 731       unsigned Size = 32;
 732       do {
 733         if (TySizeBits > Size) {
 734           bool Found = false;
 735           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
 736           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
 737           if (RHSSExt == CFF80Val) {
 738             if (XorRHS->getZExtValue() == C0080Val)
 739               Found = true;
 740           } else if (RHSZExt == C0080Val) {
 741             if (XorRHS->getSExtValue() == CFF80Val)
 742               Found = true;
 743           }
 744           if (Found) {
 745             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
 746             Constant *Mask = ConstantInt::getAllOnesValue(XorLHS->getType());
 747             Mask = ConstantExpr::getShl(Mask,
 748                            ConstantInt::get(Type::UByteTy, 64-TySizeBits-Size));
 749             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, cast<ConstantInt>(Mask)))
 750               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
 751             goto FoundSExt;
 752           }
 753         }
 754         Size >>= 1;
 755         C0080Val >>= Size;
 756         CFF80Val >>= Size;
 757       } while (Size >= 8);
 758
 759 FoundSExt:
 760       const Type *MiddleType = 0;
 761       switch (Size) {
 762       default: break;
 763       case 32: MiddleType = Type::IntTy; break;
 764       case 16: MiddleType = Type::ShortTy; break;
 765       case 8:  MiddleType = Type::SByteTy; break;
 766       }
 767       if (MiddleType) {
 768         Instruction *NewTrunc = new CastInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
 769         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
 770         return new CastInst(NewTrunc, I.getType());
 771       }
 772     }
 773   }
 774
 775   // X + X --> X << 1
 776   if (I.getType()->isInteger()) {
 777     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
 778
 779     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
 780       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
 781         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
 782           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
 783     }
 784     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
 785       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
 786         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
 787           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
 788     }
 789   }
 790
 791   // -A + B  -->  B - A
 792   if (Value *V = dyn_castNegVal(LHS))
 793     return BinaryOperator::createSub(RHS, V);
 794
 795   // A + -B  -->  A - B
 796   if (!isa<Constant>(RHS))
 797     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
 798       return BinaryOperator::createSub(LHS, V);
 799
 800
 801   ConstantInt *C2;
 802   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
 803     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
 804       return BinaryOperator::createMul(RHS, AddOne(C2));
 805
 806     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
 807     ConstantInt *C1;
 808     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
 809       return BinaryOperator::createMul(X, ConstantExpr::getAdd(C1, C2));
 810   }
 811
 812   // X + X*C --> X * (C+1)
 813   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
 814     return BinaryOperator::createMul(LHS, AddOne(C2));
 815
 816
 817   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
 818   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
 819     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2))) return R;
 820
 821   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
 822     Value *X;
 823     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X)))) {   // ~X + C --> (C-1) - X
 824       Constant *C= ConstantExpr::getSub(CRHS, ConstantInt::get(I.getType(), 1));
 825       return BinaryOperator::createSub(C, X);
 826     }
 827
 828     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
 829     if (LHS->hasOneUse() && match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
 830       Constant *Anded = ConstantExpr::getAnd(CRHS, C2);
 831       if (Anded == CRHS) {
 832         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
 833         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
 834         uint64_t AddRHSV = CRHS->getRawValue();
 835
 836         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
 837         uint64_t AddRHSHighBits = ~((AddRHSV & -AddRHSV)-1);
 838         AddRHSHighBits &= ~0ULL >> (64-C2->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
 839
 840         // See if the and mask includes all of these bits.
 841         uint64_t AddRHSHighBitsAnd = AddRHSHighBits & C2->getRawValue();
 842
 843         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
 844           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
 845           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(X, CRHS,
 846                                                             LHS->getName()), I);
 847           return BinaryOperator::createAnd(NewAdd, C2);
 848         }
 849       }
 850     }
 851
 852     // Try to fold constant add into select arguments.
 853     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
 854       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
 855         return R;
 856   }
 857
 858   return Changed ? &I : 0;
 859 }
 860
 861 // isSignBit - Return true if the value represented by the constant only has the
 862 // highest order bit set.
 863 static bool isSignBit(ConstantInt *CI) {
 864   unsigned NumBits = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 865   return (CI->getRawValue() & (~0ULL >> (64-NumBits))) == (1ULL << (NumBits-1));
 866 }
 867
 868 /// RemoveNoopCast - Strip off nonconverting casts from the value.
 869 ///
 870 static Value *RemoveNoopCast(Value *V) {
 871   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V)) {
 872     const Type *CTy = CI->getType();
 873     const Type *OpTy = CI->getOperand(0)->getType();
 874     if (CTy->isInteger() && OpTy->isInteger()) {
 875       if (CTy->getPrimitiveSizeInBits() == OpTy->getPrimitiveSizeInBits())
 876         return RemoveNoopCast(CI->getOperand(0));
 877     } else if (isa<PointerType>(CTy) && isa<PointerType>(OpTy))
 878       return RemoveNoopCast(CI->getOperand(0));
 879   }
 880   return V;
 881 }
 882
 883 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
 884   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 885
 886   if (Op0 == Op1)         // sub X, X  -> 0
 887     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
 888
 889   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
 890   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
 891     return BinaryOperator::createAdd(Op0, V);
 892
 893   if (isa<UndefValue>(Op0))
 894     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
 895   if (isa<UndefValue>(Op1))
 896     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
 897
 898   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
 899     // Replace (-1 - A) with (~A)...
 900     if (C->isAllOnesValue())
 901       return BinaryOperator::createNot(Op1);
 902
 903     // C - ~X == X + (1+C)
 904     Value *X = 0;
 905     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
 906       return BinaryOperator::createAdd(X,
 907                     ConstantExpr::getAdd(C, ConstantInt::get(I.getType(), 1)));
 908     // -((uint)X >> 31) -> ((int)X >> 31)
 909     // -((int)X >> 31) -> ((uint)X >> 31)
 910     if (C->isNullValue()) {
 911       Value *NoopCastedRHS = RemoveNoopCast(Op1);
 912       if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(NoopCastedRHS))
 913         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shr)
 914           if (ConstantUInt *CU = dyn_cast<ConstantUInt>(SI->getOperand(1))) {
 915             const Type *NewTy;
 916             if (SI->getType()->isSigned())
 917               NewTy = SI->getType()->getUnsignedVersion();
 918             else
 919               NewTy = SI->getType()->getSignedVersion();
 920             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
 921             if (CU->getValue() == SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
 922               // Ok, the transformation is safe.  Insert a cast of the incoming
 923               // value, then the new shift, then the new cast.
 924               Instruction *FirstCast = new CastInst(SI->getOperand(0), NewTy,
 925                                                  SI->getOperand(0)->getName());
 926               Value *InV = InsertNewInstBefore(FirstCast, I);
 927               Instruction *NewShift = new ShiftInst(Instruction::Shr, FirstCast,
 928                                                     CU, SI->getName());
 929               if (NewShift->getType() == I.getType())
 930                 return NewShift;
 931               else {
 932                 InV = InsertNewInstBefore(NewShift, I);
 933                 return new CastInst(NewShift, I.getType());
 934               }
 935             }
 936           }
 937     }
 938
 939     // Try to fold constant sub into select arguments.
 940     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
 941       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
 942         return R;
 943
 944     if (isa<PHINode>(Op0))
 945       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
 946         return NV;
 947   }
 948
 949   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
 950     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add &&
 951         !Op0->getType()->isFloatingPoint()) {
 952       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
 953         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(1), I.getName());
 954       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
 955         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(0), I.getName());
 956       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
 957         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
 958           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
 959           return BinaryOperator::createSub(ConstantExpr::getSub(CI1, CI2),
 960                                            Op1I->getOperand(0));
 961       }
 962     }
 963
 964     if (Op1I->hasOneUse()) {
 965       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
 966       // is not used by anyone else...
 967       //
 968       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub &&
 969           !Op1I->getType()->isFloatingPoint()) {
 970         // Swap the two operands of the subexpr...
 971         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
 972         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
 973         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
 974
 975         // Create the new top level add instruction...
 976         return BinaryOperator::createAdd(Op0, Op1);
 977       }
 978
 979       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
 980       //
 981       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
 982           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
 983         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
 984
 985         Value *NewNot =
 986           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(OtherOp, "B.not"), I);
 987         return BinaryOperator::createAnd(Op0, NewNot);
 988       }
 989
 990       // -(X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
 991       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Div)
 992         if (ConstantSInt *CSI = dyn_cast<ConstantSInt>(Op0))
 993           if (CSI->isNullValue())
 994             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
 995               return BinaryOperator::createDiv(Op1I->getOperand(0),
 996                                                ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
 997
 998       // X - X*C --> X * (1-C)
 999       ConstantInt *C2 = 0;
1000       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
1001         Constant *CP1 =
1002           ConstantExpr::getSub(ConstantInt::get(I.getType(), 1), C2);
1003         return BinaryOperator::createMul(Op0, CP1);
1004       }
1005     }
1006   }
1007
1008   if (!Op0->getType()->isFloatingPoint())
1009     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
1010       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
1011         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
1012           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
1013         else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
1014           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
1015       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
1016         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
1017           return BinaryOperator::createNeg(Op0I->getOperand(1), I.getName());
1018       }
1019
1020   ConstantInt *C1;
1021   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
1022     if (X == Op1) { // X*C - X --> X * (C-1)
1023       Constant *CP1 = ConstantExpr::getSub(C1, ConstantInt::get(I.getType(),1));
1024       return BinaryOperator::createMul(Op1, CP1);
1025     }
1026
1027     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
1028     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
1029       return BinaryOperator::createMul(Op1, ConstantExpr::getSub(C1, C2));
1030   }
1031   return 0;
1032 }
1033
1034 /// isSignBitCheck - Given an exploded setcc instruction, return true if it is
1035 /// really just returns true if the most significant (sign) bit is set.
1036 static bool isSignBitCheck(unsigned Opcode, Value *LHS, ConstantInt *RHS) {
1037   if (RHS->getType()->isSigned()) {
1038     // True if source is LHS < 0 or LHS <= -1
1039     return Opcode == Instruction::SetLT && RHS->isNullValue() ||
1040            Opcode == Instruction::SetLE && RHS->isAllOnesValue();
1041   } else {
1042     ConstantUInt *RHSC = cast<ConstantUInt>(RHS);
1043     // True if source is LHS > 127 or LHS >= 128, where the constants depend on
1044     // the size of the integer type.
1045     if (Opcode == Instruction::SetGE)
1046       return RHSC->getValue() ==
1047         1ULL << (RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
1048     if (Opcode == Instruction::SetGT)
1049       return RHSC->getValue() ==
1050         (1ULL << (RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1))-1;
1051   }
1052   return false;
1053 }
1054
1055 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
1056   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1057   Value *Op0 = I.getOperand(0);
1058
1059   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
1060     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1061
1062   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
1063   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
1064     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1065
1066       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
1067       if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(Op0))
1068         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
1069           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
1070             return BinaryOperator::createMul(SI->getOperand(0),
1071                                              ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
1072
1073       if (CI->isNullValue())
1074         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
1075       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
1076         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
1077       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
1078         return BinaryOperator::createNeg(Op0, I.getName());
1079
1080       int64_t Val = (int64_t)cast<ConstantInt>(CI)->getRawValue();
1081       if (isPowerOf2_64(Val)) {          // Replace X*(2^C) with X << C
1082         uint64_t C = Log2_64(Val);
1083         return new ShiftInst(Instruction::Shl, Op0,
1084                              ConstantUInt::get(Type::UByteTy, C));
1085       }
1086     } else if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
1087       if (Op1F->isNullValue())
1088         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
1089
1090       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
1091       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
1092       if (Op1F->getValue() == 1.0)
1093         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
1094     }
1095
1096     // Try to fold constant mul into select arguments.
1097     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1098       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
1099         return R;
1100
1101     if (isa<PHINode>(Op0))
1102       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1103         return NV;
1104   }
1105
1106   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
1107     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
1108       return BinaryOperator::createMul(Op0v, Op1v);
1109
1110   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
1111   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
1112   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
1113   // formed.
1114   CastInst *BoolCast = 0;
1115   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I.getOperand(0)))
1116     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::BoolTy)
1117       BoolCast = CI;
1118   if (!BoolCast)
1119     if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I.getOperand(1)))
1120       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::BoolTy)
1121         BoolCast = CI;
1122   if (BoolCast) {
1123     if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
1124       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
1125       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
1126
1127       // If the setcc is true iff the sign bit of X is set, then convert this
1128       // multiply into a shift/and combination.
1129       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
1130           isSignBitCheck(SCI->getOpcode(), SCIOp0, cast<ConstantInt>(SCIOp1))) {
1131         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
1132         Constant *Amt = ConstantUInt::get(Type::UByteTy,
1133                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
1134         if (SCIOp0->getType()->isUnsigned()) {
1135           const Type *NewTy = SCIOp0->getType()->getSignedVersion();
1136           SCIOp0 = InsertNewInstBefore(new CastInst(SCIOp0, NewTy,
1137                                                     SCIOp0->getName()), I);
1138         }
1139
1140         Value *V =
1141           InsertNewInstBefore(new ShiftInst(Instruction::Shr, SCIOp0, Amt,
1142                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
1143                                             ".mask"), I);
1144
1145         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
1146         // or truncate to the multiply type.
1147         if (I.getType() != V->getType())
1148           V = InsertNewInstBefore(new CastInst(V, I.getType(), V->getName()),I);
1149
1150         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
1151         return BinaryOperator::createAnd(V, OtherOp);
1152       }
1153     }
1154   }
1155
1156   return Changed ? &I : 0;
1157 }
1158
1159 Instruction *InstCombiner::visitDiv(BinaryOperator &I) {
1160   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1161
1162   if (isa<UndefValue>(Op0))              // undef / X -> 0
1163     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1164   if (isa<UndefValue>(Op1))
1165     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X / undef -> undef
1166
1167   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1168     // div X, 1 == X
1169     if (RHS->equalsInt(1))
1170       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
1171
1172     // div X, -1 == -X
1173     if (RHS->isAllOnesValue())
1174       return BinaryOperator::createNeg(Op0);
1175
1176     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
1177       if (LHS->getOpcode() == Instruction::Div)
1178         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
1179           // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
1180           return BinaryOperator::createDiv(LHS->getOperand(0),
1181                                            ConstantExpr::getMul(RHS, LHSRHS));
1182         }
1183
1184     // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
1185     // if so, convert to a right shift.
1186     if (ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(RHS))
1187       if (uint64_t Val = C->getValue())    // Don't break X / 0
1188         if (isPowerOf2_64(Val)) {
1189           uint64_t C = Log2_64(Val);
1190           return new ShiftInst(Instruction::Shr, Op0,
1191                                ConstantUInt::get(Type::UByteTy, C));
1192         }
1193
1194     // -X/C -> X/-C
1195     if (RHS->getType()->isSigned())
1196       if (Value *LHSNeg = dyn_castNegVal(Op0))
1197         return BinaryOperator::createDiv(LHSNeg, ConstantExpr::getNeg(RHS));
1198
1199     if (!RHS->isNullValue()) {
1200       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1201         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
1202           return R;
1203       if (isa<PHINode>(Op0))
1204         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1205           return NV;
1206     }
1207   }
1208
1209   // If this is 'udiv X, (Cond ? C1, C2)' where C1&C2 are powers of two,
1210   // transform this into: '(Cond ? (udiv X, C1) : (udiv X, C2))'.
1211   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
1212     if (ConstantUInt *STO = dyn_cast<ConstantUInt>(SI->getOperand(1)))
1213       if (ConstantUInt *SFO = dyn_cast<ConstantUInt>(SI->getOperand(2))) {
1214         if (STO->getValue() == 0) { // Couldn't be this argument.
1215           I.setOperand(1, SFO);
1216           return &I;
1217         } else if (SFO->getValue() == 0) {
1218           I.setOperand(1, STO);
1219           return &I;
1220         }
1221
1222         uint64_t TVA = STO->getValue(), FVA = SFO->getValue();
1223         if (isPowerOf2_64(TVA) && isPowerOf2_64(FVA)) {
1224           unsigned TSA = Log2_64(TVA), FSA = Log2_64(FVA);
1225           Constant *TC = ConstantUInt::get(Type::UByteTy, TSA);
1226           Instruction *TSI = new ShiftInst(Instruction::Shr, Op0,
1227                                            TC, SI->getName()+".t");
1228           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
1229
1230           Constant *FC = ConstantUInt::get(Type::UByteTy, FSA);
1231           Instruction *FSI = new ShiftInst(Instruction::Shr, Op0,
1232                                            FC, SI->getName()+".f");
1233           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
1234           return new SelectInst(SI->getOperand(0), TSI, FSI);
1235         }
1236       }
1237
1238   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
1239   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
1240     if (LHS->equalsInt(0))
1241       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1242
1243   return 0;
1244 }
1245
1246
1247 Instruction *InstCombiner::visitRem(BinaryOperator &I) {
1248   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1249   if (I.getType()->isSigned()) {
1250     if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
1251       if (!isa<ConstantSInt>(RHSNeg) ||
1252           cast<ConstantSInt>(RHSNeg)->getValue() > 0) {
1253         // X % -Y -> X % Y
1254         AddUsesToWorkList(I);
1255         I.setOperand(1, RHSNeg);
1256         return &I;
1257       }
1258
1259     // If the top bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
1260     // unsigned inputs), turn this into a urem.
1261     ConstantIntegral *MaskV = ConstantSInt::getMinValue(I.getType());
1262     if (MaskedValueIsZero(Op1, MaskV) && MaskedValueIsZero(Op0, MaskV)) {
1263       const Type *NTy = Op0->getType()->getUnsignedVersion();
1264       Instruction *LHS = new CastInst(Op0, NTy, Op0->getName());
1265       InsertNewInstBefore(LHS, I);
1266       Value *RHS;
1267       if (Constant *R = dyn_cast<Constant>(Op1))
1268         RHS = ConstantExpr::getCast(R, NTy);
1269       else
1270         RHS = InsertNewInstBefore(new CastInst(Op1, NTy, Op1->getName()), I);
1271       Instruction *Rem = BinaryOperator::createRem(LHS, RHS, I.getName());
1272       InsertNewInstBefore(Rem, I);
1273       return new CastInst(Rem, I.getType());
1274     }
1275   }
1276
1277   if (isa<UndefValue>(Op0))              // undef % X -> 0
1278     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1279   if (isa<UndefValue>(Op1))
1280     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
1281
1282   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1283     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
1284       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1285
1286     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
1287     // if so, convert to a bitwise and.
1288     if (ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(RHS))
1289       if (uint64_t Val = C->getValue())    // Don't break X % 0 (divide by zero)
1290         if (!(Val & (Val-1)))              // Power of 2
1291           return BinaryOperator::createAnd(Op0,
1292                                          ConstantUInt::get(I.getType(), Val-1));
1293
1294     if (!RHS->isNullValue()) {
1295       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1296         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
1297           return R;
1298       if (isa<PHINode>(Op0))
1299         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1300           return NV;
1301     }
1302   }
1303
1304   // If this is 'urem X, (Cond ? C1, C2)' where C1&C2 are powers of two,
1305   // transform this into: '(Cond ? (urem X, C1) : (urem X, C2))'.
1306   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
1307     if (ConstantUInt *STO = dyn_cast<ConstantUInt>(SI->getOperand(1)))
1308       if (ConstantUInt *SFO = dyn_cast<ConstantUInt>(SI->getOperand(2))) {
1309         if (STO->getValue() == 0) { // Couldn't be this argument.
1310           I.setOperand(1, SFO);
1311           return &I;
1312         } else if (SFO->getValue() == 0) {
1313           I.setOperand(1, STO);
1314           return &I;
1315         }
1316
1317         if (!(STO->getValue() & (STO->getValue()-1)) &&
1318             !(SFO->getValue() & (SFO->getValue()-1))) {
1319           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(Op0,
1320                                          SubOne(STO), SI->getName()+".t"), I);
1321           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(Op0,
1322                                          SubOne(SFO), SI->getName()+".f"), I);
1323           return new SelectInst(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
1324         }
1325       }
1326
1327   // 0 % X == 0, we don't need to preserve faults!
1328   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
1329     if (LHS->equalsInt(0))
1330       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1331
1332   return 0;
1333 }
1334
1335 // isMaxValueMinusOne - return true if this is Max-1
1336 static bool isMaxValueMinusOne(const ConstantInt *C) {
1337   if (const ConstantUInt *CU = dyn_cast<ConstantUInt>(C)) {
1338     // Calculate -1 casted to the right type...
1339     unsigned TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1340     uint64_t Val = ~0ULL;                // All ones
1341     Val >>= 64-TypeBits;                 // Shift out unwanted 1 bits...
1342     return CU->getValue() == Val-1;
1343   }
1344
1345   const ConstantSInt *CS = cast<ConstantSInt>(C);
1346
1347   // Calculate 0111111111..11111
1348   unsigned TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1349   int64_t Val = INT64_MAX;             // All ones
1350   Val >>= 64-TypeBits;                 // Shift out unwanted 1 bits...
1351   return CS->getValue() == Val-1;
1352 }
1353
1354 // isMinValuePlusOne - return true if this is Min+1
1355 static bool isMinValuePlusOne(const ConstantInt *C) {
1356   if (const ConstantUInt *CU = dyn_cast<ConstantUInt>(C))
1357     return CU->getValue() == 1;
1358
1359   const ConstantSInt *CS = cast<ConstantSInt>(C);
1360
1361   // Calculate 1111111111000000000000
1362   unsigned TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1363   int64_t Val = -1;                    // All ones
1364   Val <<= TypeBits-1;                  // Shift over to the right spot
1365   return CS->getValue() == Val+1;
1366 }
1367
1368 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
1369 // constant.
1370 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
1371   uint64_t V = CI->getRawValue();
1372   return V && (V & (V-1)) == 0;
1373 }
1374
1375 #if 0   // Currently unused
1376 // isLowOnes - Return true if the constant is of the form 0+1+.
1377 static bool isLowOnes(const ConstantInt *CI) {
1378   uint64_t V = CI->getRawValue();
1379
1380   // There won't be bits set in parts that the type doesn't contain.
1381   V &= ConstantInt::getAllOnesValue(CI->getType())->getRawValue();
1382
1383   uint64_t U = V+1;  // If it is low ones, this should be a power of two.
1384   return U && V && (U & V) == 0;
1385 }
1386 #endif
1387
1388 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
1389 // This is the same as lowones(~X).
1390 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
1391   uint64_t V = ~CI->getRawValue();
1392   if (~V == 0) return false;  // 0's does not match "1+"
1393
1394   // There won't be bits set in parts that the type doesn't contain.
1395   V &= ConstantInt::getAllOnesValue(CI->getType())->getRawValue();
1396
1397   uint64_t U = V+1;  // If it is low ones, this should be a power of two.
1398   return U && V && (U & V) == 0;
1399 }
1400
1401
1402 /// getSetCondCode - Encode a setcc opcode into a three bit mask.  These bits
1403 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
1404 ///
1405 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
1406 ///
1407 /// Bit value '4' represents that the comparison is true if A > B, bit value '2'
1408 /// represents that the comparison is true if A == B, and bit value '1' is true
1409 /// if A < B.
1410 ///
1411 static unsigned getSetCondCode(const SetCondInst *SCI) {
1412   switch (SCI->getOpcode()) {
1413     // False -> 0
1414   case Instruction::SetGT: return 1;
1415   case Instruction::SetEQ: return 2;
1416   case Instruction::SetGE: return 3;
1417   case Instruction::SetLT: return 4;
1418   case Instruction::SetNE: return 5;
1419   case Instruction::SetLE: return 6;
1420     // True -> 7
1421   default:
1422     assert(0 && "Invalid SetCC opcode!");
1423     return 0;
1424   }
1425 }
1426
1427 /// getSetCCValue - This is the complement of getSetCondCode, which turns an
1428 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand new
1429 /// SetCC instruction.
1430 static Value *getSetCCValue(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS) {
1431   switch (Opcode) {
1432   case 0: return ConstantBool::False;
1433   case 1: return new SetCondInst(Instruction::SetGT, LHS, RHS);
1434   case 2: return new SetCondInst(Instruction::SetEQ, LHS, RHS);
1435   case 3: return new SetCondInst(Instruction::SetGE, LHS, RHS);
1436   case 4: return new SetCondInst(Instruction::SetLT, LHS, RHS);
1437   case 5: return new SetCondInst(Instruction::SetNE, LHS, RHS);
1438   case 6: return new SetCondInst(Instruction::SetLE, LHS, RHS);
1439   case 7: return ConstantBool::True;
1440   default: assert(0 && "Illegal SetCCCode!"); return 0;
1441   }
1442 }
1443
1444 // FoldSetCCLogical - Implements (setcc1 A, B) & (setcc2 A, B) --> (setcc3 A, B)
1445 struct FoldSetCCLogical {
1446   InstCombiner &IC;
1447   Value *LHS, *RHS;
1448   FoldSetCCLogical(InstCombiner &ic, SetCondInst *SCI)
1449     : IC(ic), LHS(SCI->getOperand(0)), RHS(SCI->getOperand(1)) {}
1450   bool shouldApply(Value *V) const {
1451     if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(V))
1452       return (SCI->getOperand(0) == LHS && SCI->getOperand(1) == RHS ||
1453               SCI->getOperand(0) == RHS && SCI->getOperand(1) == LHS);
1454     return false;
1455   }
1456   Instruction *apply(BinaryOperator &Log) const {
1457     SetCondInst *SCI = cast<SetCondInst>(Log.getOperand(0));
1458     if (SCI->getOperand(0) != LHS) {
1459       assert(SCI->getOperand(1) == LHS);
1460       SCI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the SetCC
1461     }
1462
1463     unsigned LHSCode = getSetCondCode(SCI);
1464     unsigned RHSCode = getSetCondCode(cast<SetCondInst>(Log.getOperand(1)));
1465     unsigned Code;
1466     switch (Log.getOpcode()) {
1467     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
1468     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
1469     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
1470     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
1471     }
1472
1473     Value *RV = getSetCCValue(Code, LHS, RHS);
1474     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
1475       return I;
1476     // Otherwise, it's a constant boolean value...
1477     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
1478   }
1479 };
1480
1481 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
1482 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
1483 // guaranteed to be either a shift instruction or a binary operator.
1484 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
1485                                     ConstantIntegral *OpRHS,
1486                                     ConstantIntegral *AndRHS,
1487                                     BinaryOperator &TheAnd) {
1488   Value *X = Op->getOperand(0);
1489   Constant *Together = 0;
1490   if (!isa<ShiftInst>(Op))
1491     Together = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, OpRHS);
1492
1493   switch (Op->getOpcode()) {
1494   case Instruction::Xor:
1495     if (Op->hasOneUse()) {
1496       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
1497       std::string OpName = Op->getName(); Op->setName("");
1498       Instruction *And = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS, OpName);
1499       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
1500       return BinaryOperator::createXor(And, Together);
1501     }
1502     break;
1503   case Instruction::Or:
1504     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
1505       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
1506
1507     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
1508       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
1509       std::string Op0Name = Op->getName(); Op->setName("");
1510       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, Together, Op0Name);
1511       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
1512       return BinaryOperator::createAnd(Or, AndRHS);
1513     }
1514     break;
1515   case Instruction::Add:
1516     if (Op->hasOneUse()) {
1517       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
1518       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
1519       // single bit constant.
1520       uint64_t AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getRawValue();
1521
1522       // Clear bits that are not part of the constant.
1523       AndRHSV &= ~0ULL >> (64-AndRHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
1524
1525       // If there is only one bit set...
1526       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
1527         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
1528         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
1529         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
1530         uint64_t AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getRawValue();
1531
1532         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
1533         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
1534           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
1535           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
1536           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
1537           // no effect.
1538           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
1539             TheAnd.setOperand(0, X);
1540             return &TheAnd;
1541           } else {
1542             std::string Name = Op->getName(); Op->setName("");
1543             // Pull the XOR out of the AND.
1544             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS, Name);
1545             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
1546             return BinaryOperator::createXor(NewAnd, AndRHS);
1547           }
1548         }
1549       }
1550     }
1551     break;
1552
1553   case Instruction::Shl: {
1554     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
1555     // the anded constant includes them, clear them now!
1556     //
1557     Constant *AllOne = ConstantIntegral::getAllOnesValue(AndRHS->getType());
1558     Constant *ShlMask = ConstantExpr::getShl(AllOne, OpRHS);
1559     Constant *CI = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, ShlMask);
1560
1561     if (CI == ShlMask) {   // Masking out bits that the shift already masks
1562       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
1563     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
1564       TheAnd.setOperand(1, CI);
1565       return &TheAnd;
1566     }
1567     break;
1568   }
1569   case Instruction::Shr:
1570     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
1571     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
1572     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
1573     //
1574     if (AndRHS->getType()->isUnsigned()) {
1575       Constant *AllOne = ConstantIntegral::getAllOnesValue(AndRHS->getType());
1576       Constant *ShrMask = ConstantExpr::getShr(AllOne, OpRHS);
1577       Constant *CI = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, ShrMask);
1578
1579       if (CI == ShrMask) {   // Masking out bits that the shift already masks.
1580         return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
1581       } else if (CI != AndRHS) {
1582         TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
1583         return &TheAnd;
1584       }
1585     } else {   // Signed shr.
1586       // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
1587       // with an and.
1588       if (Op->hasOneUse()) {
1589         Constant *AllOne = ConstantIntegral::getAllOnesValue(AndRHS->getType());
1590         Constant *ShrMask = ConstantExpr::getUShr(AllOne, OpRHS);
1591         Constant *CI = ConstantExpr::getAnd(AndRHS, ShrMask);
1592         if (CI == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
1593           // Make the argument unsigned.
1594           Value *ShVal = Op->getOperand(0);
1595           ShVal = InsertCastBefore(ShVal,
1596                                    ShVal->getType()->getUnsignedVersion(),
1597                                    TheAnd);
1598           ShVal = InsertNewInstBefore(new ShiftInst(Instruction::Shr, ShVal,
1599                                                     OpRHS, Op->getName()),
1600                                       TheAnd);
1601           Value *AndRHS2 = ConstantExpr::getCast(AndRHS, ShVal->getType());
1602           ShVal = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(ShVal, AndRHS2,
1603                                                              TheAnd.getName()),
1604                                       TheAnd);
1605           return new CastInst(ShVal, Op->getType());
1606         }
1607       }
1608     }
1609     break;
1610   }
1611   return 0;
1612 }
1613
1614
1615 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
1616 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
1617 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi.  IB is the location to
1618 /// insert new instructions.
1619 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
1620                                            bool Inside, Instruction &IB) {
1621   assert(cast<ConstantBool>(ConstantExpr::getSetLE(Lo, Hi))->getValue() &&
1622          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
1623   if (Inside) {
1624     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
1625       return new SetCondInst(Instruction::SetNE, V, V);
1626     if (cast<ConstantIntegral>(Lo)->isMinValue())
1627       return new SetCondInst(Instruction::SetLT, V, Hi);
1628
1629     Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(Lo);
1630     Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, AddCST,V->getName()+".off");
1631     InsertNewInstBefore(Add, IB);
1632     // Convert to unsigned for the comparison.
1633     const Type *UnsType = Add->getType()->getUnsignedVersion();
1634     Value *OffsetVal = InsertCastBefore(Add, UnsType, IB);
1635     AddCST = ConstantExpr::getAdd(AddCST, Hi);
1636     AddCST = ConstantExpr::getCast(AddCST, UnsType);
1637     return new SetCondInst(Instruction::SetLT, OffsetVal, AddCST);
1638   }
1639
1640   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
1641     return new SetCondInst(Instruction::SetEQ, V, V);
1642
1643   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
1644   if (cast<ConstantIntegral>(Lo)->isMinValue()) // V < 0 || V >= Hi ->'V > Hi-1'
1645     return new SetCondInst(Instruction::SetGT, V, Hi);
1646
1647   // Emit X-Lo > Hi-Lo-1
1648   Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(Lo);
1649   Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, AddCST, V->getName()+".off");
1650   InsertNewInstBefore(Add, IB);
1651   // Convert to unsigned for the comparison.
1652   const Type *UnsType = Add->getType()->getUnsignedVersion();
1653   Value *OffsetVal = InsertCastBefore(Add, UnsType, IB);
1654   AddCST = ConstantExpr::getAdd(AddCST, Hi);
1655   AddCST = ConstantExpr::getCast(AddCST, UnsType);
1656   return new SetCondInst(Instruction::SetGT, OffsetVal, AddCST);
1657 }
1658
1659 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
1660 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
1661 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
1662 // not, since all 1s are not contiguous.
1663 static bool isRunOfOnes(ConstantIntegral *Val, unsigned &MB, unsigned &ME) {
1664   uint64_t V = Val->getRawValue();
1665   if (!isShiftedMask_64(V)) return false;
1666
1667   // look for the first zero bit after the run of ones
1668   MB = 64-CountLeadingZeros_64((V - 1) ^ V);
1669   // look for the first non-zero bit
1670   ME = 64-CountLeadingZeros_64(V);
1671   return true;
1672 }
1673
1674
1675
1676 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
1677 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
1678 /// the following xforms:
1679 ///
1680 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
1681 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
1682 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
1683 ///
1684 /// return (A +/- B).
1685 ///
1686 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
1687                                         ConstantIntegral *Mask, bool isSub,
1688                                         Instruction &I) {
1689   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1690   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
1691       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
1692
1693   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
1694
1695   switch (LHSI->getOpcode()) {
1696   default: return 0;
1697   case Instruction::And:
1698     if (ConstantExpr::getAnd(N, Mask) == Mask) {
1699       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
1700       if ((Mask->getRawValue() & Mask->getRawValue()+1) == 0)
1701         break;
1702
1703       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
1704       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
1705       // is all N is, ignore it.
1706       unsigned MB, ME;
1707       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
1708         Constant *Mask = ConstantInt::getAllOnesValue(RHS->getType());
1709         Mask = ConstantExpr::getUShr(Mask,
1710                                      ConstantInt::get(Type::UByteTy,
1711                                                       (64-MB+1)));
1712         if (MaskedValueIsZero(RHS, cast<ConstantIntegral>(Mask)))
1713           break;
1714       }
1715     }
1716     return 0;
1717   case Instruction::Or:
1718   case Instruction::Xor:
1719     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
1720     if ((Mask->getRawValue() & Mask->getRawValue()+1) == 0 &&
1721         ConstantExpr::getAnd(N, Mask)->isNullValue())
1722       break;
1723     return 0;
1724   }
1725
1726   Instruction *New;
1727   if (isSub)
1728     New = BinaryOperator::createSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
1729   else
1730     New = BinaryOperator::createAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
1731   return InsertNewInstBefore(New, I);
1732 }
1733
1734 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
1735   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1736   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
1737
1738   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
1739     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1740
1741   // and X, X = X
1742   if (Op0 == Op1)
1743     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
1744
1745   if (ConstantIntegral *AndRHS = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1)) {
1746     // and X, -1 == X
1747     if (AndRHS->isAllOnesValue())
1748       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
1749
1750     // and (and X, c1), c2 -> and (x, c1&c2).  Handle this case here, before
1751     // calling MaskedValueIsZero, to avoid inefficient cases where we traipse
1752     // through many levels of ands.
1753     {
1754       Value *X; ConstantInt *C1;
1755       if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))))
1756         return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantExpr::getAnd(C1, AndRHS));
1757     }
1758
1759     if (MaskedValueIsZero(Op0, AndRHS))        // LHS & RHS == 0
1760       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1761
1762     // If the mask is not masking out any bits, there is no reason to do the
1763     // and in the first place.
1764     ConstantIntegral *NotAndRHS =
1765       cast<ConstantIntegral>(ConstantExpr::getNot(AndRHS));
1766     if (MaskedValueIsZero(Op0, NotAndRHS))
1767       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
1768
1769     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
1770     if (isa<BinaryOperator>(Op0) || isa<ShiftInst>(Op0)) {
1771       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
1772       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
1773       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
1774       switch (Op0I->getOpcode()) {
1775       case Instruction::Xor:
1776       case Instruction::Or:
1777         // (X ^ V) & C2 --> (X & C2) iff (V & C2) == 0
1778         // (X | V) & C2 --> (X & C2) iff (V & C2) == 0
1779         if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, AndRHS))
1780           return BinaryOperator::createAnd(Op0RHS, AndRHS);
1781         if (MaskedValueIsZero(Op0RHS, AndRHS))
1782           return BinaryOperator::createAnd(Op0LHS, AndRHS);
1783
1784         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
1785         if (Op0I->hasOneUse()) {
1786           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
1787             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
1788             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::createAnd(Op0RHS, AndRHS,
1789                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
1790             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
1791             return BinaryOperator::create(
1792                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
1793           }
1794           if (!isa<Constant>(NotAndRHS) &&
1795               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
1796             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
1797             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::createAnd(Op0LHS, AndRHS,
1798                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
1799             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
1800             return BinaryOperator::create(
1801                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
1802           }
1803         }
1804
1805         break;
1806       case Instruction::And:
1807         // (X & V) & C2 --> 0 iff (V & C2) == 0
1808         if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, AndRHS) ||
1809             MaskedValueIsZero(Op0RHS, AndRHS))
1810           return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1811         break;
1812       case Instruction::Add:
1813         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1814         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1815         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1816         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
1817           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
1818         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
1819           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
1820         break;
1821
1822       case Instruction::Sub:
1823         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
1824         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1825         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
1826         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
1827           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
1828         break;
1829       }
1830
1831       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
1832         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
1833           return Res;
1834     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
1835       const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
1836
1837       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
1838       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
1839       // frequently occurs for bitfield accesses.
1840       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
1841         if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >=
1842               I.getType()->getPrimitiveSizeInBits() &&
1843             CastOp->getNumOperands() == 2)
1844           if (ConstantInt *AndCI =dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1)))
1845             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
1846               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
1847               // into  : and (cast X to T), trunc(C1)&C2
1848               // This will folds the two ands together, which may allow other
1849               // simplifications.
1850               Instruction *NewCast =
1851                 new CastInst(CastOp->getOperand(0), I.getType(),
1852                              CastOp->getName()+".shrunk");
1853               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
1854
1855               Constant *C3=ConstantExpr::getCast(AndCI, I.getType());//trunc(C1)
1856               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);            // trunc(C1)&C2
1857               return BinaryOperator::createAnd(NewCast, C3);
1858             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
1859               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
1860               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
1861               Constant *C3=ConstantExpr::getCast(AndCI, I.getType());//trunc(C1)
1862               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)   // trunc(C1)&C2
1863                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
1864             }
1865       }
1866
1867
1868       // If this is an integer sign or zero extension instruction.
1869       if (SrcTy->isIntegral() &&
1870           SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() <
1871           CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
1872
1873         if (SrcTy->isUnsigned()) {
1874           // See if this and is clearing out bits that are known to be zero
1875           // anyway (due to the zero extension).
1876           Constant *Mask = ConstantIntegral::getAllOnesValue(SrcTy);
1877           Mask = ConstantExpr::getZeroExtend(Mask, CI->getType());
1878           Constant *Result = ConstantExpr::getAnd(Mask, AndRHS);
1879           if (Result == Mask)  // The "and" isn't doing anything, remove it.
1880             return ReplaceInstUsesWith(I, CI);
1881           if (Result != AndRHS) { // Reduce the and RHS constant.
1882             I.setOperand(1, Result);
1883             return &I;
1884           }
1885
1886         } else {
1887           if (CI->hasOneUse() && SrcTy->isInteger()) {
1888             // We can only do this if all of the sign bits brought in are masked
1889             // out.  Compute this by first getting 0000011111, then inverting
1890             // it.
1891             Constant *Mask = ConstantIntegral::getAllOnesValue(SrcTy);
1892             Mask = ConstantExpr::getZeroExtend(Mask, CI->getType());
1893             Mask = ConstantExpr::getNot(Mask);    // 1's in the new bits.
1894             if (ConstantExpr::getAnd(Mask, AndRHS)->isNullValue()) {
1895               // If the and is clearing all of the sign bits, change this to a
1896               // zero extension cast.  To do this, cast the cast input to
1897               // unsigned, then to the requested size.
1898               Value *CastOp = CI->getOperand(0);
1899               Instruction *NC =
1900                 new CastInst(CastOp, CastOp->getType()->getUnsignedVersion(),
1901                              CI->getName()+".uns");
1902               NC = InsertNewInstBefore(NC, I);
1903               // Finally, insert a replacement for CI.
1904               NC = new CastInst(NC, CI->getType(), CI->getName());
1905               CI->setName("");
1906               NC = InsertNewInstBefore(NC, I);
1907               WorkList.push_back(CI);  // Delete CI later.
1908               I.setOperand(0, NC);
1909               return &I;               // The AND operand was modified.
1910             }
1911           }
1912         }
1913       }
1914     }
1915
1916     // Try to fold constant and into select arguments.
1917     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
1918       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
1919         return R;
1920     if (isa<PHINode>(Op0))
1921       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1922         return NV;
1923   }
1924
1925   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
1926   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
1927
1928   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
1929     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1930
1931   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
1932   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
1933     Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
1934                                                I.getName()+".demorgan");
1935     InsertNewInstBefore(Or, I);
1936     return BinaryOperator::createNot(Or);
1937   }
1938
1939   if (SetCondInst *RHS = dyn_cast<SetCondInst>(Op1)) {
1940     // (setcc1 A, B) & (setcc2 A, B) --> (setcc3 A, B)
1941     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldSetCCLogical(*this, RHS)))
1942       return R;
1943
1944     Value *LHSVal, *RHSVal;
1945     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
1946     Instruction::BinaryOps LHSCC, RHSCC;
1947     if (match(Op0, m_SetCond(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
1948       if (match(RHS, m_SetCond(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
1949         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X setcc C1) & (X setcc C2)
1950             // Set[GL]E X, CST is folded to Set[GL]T elsewhere.
1951             LHSCC != Instruction::SetGE && LHSCC != Instruction::SetLE &&
1952             RHSCC != Instruction::SetGE && RHSCC != Instruction::SetLE) {
1953           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
1954           Constant *Cmp = ConstantExpr::getSetGT(LHSCst, RHSCst);
1955           SetCondInst *LHS = cast<SetCondInst>(Op0);
1956           if (cast<ConstantBool>(Cmp)->getValue()) {
1957             std::swap(LHS, RHS);
1958             std::swap(LHSCst, RHSCst);
1959             std::swap(LHSCC, RHSCC);
1960           }
1961
1962           // At this point, we know we have have two setcc instructions
1963           // comparing a value against two constants and and'ing the result
1964           // together.  Because of the above check, we know that we only have
1965           // SetEQ, SetNE, SetLT, and SetGT here.  We also know (from the
1966           // FoldSetCCLogical check above), that the two constants are not
1967           // equal.
1968           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
1969
1970           switch (LHSCC) {
1971           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
1972           case Instruction::SetEQ:
1973             switch (RHSCC) {
1974             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
1975             case Instruction::SetEQ:  // (X == 13 & X == 15) -> false
1976             case Instruction::SetGT:  // (X == 13 & X > 15)  -> false
1977               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
1978             case Instruction::SetNE:  // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
1979             case Instruction::SetLT:  // (X == 13 & X < 15)  -> X == 13
1980               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1981             }
1982           case Instruction::SetNE:
1983             switch (RHSCC) {
1984             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
1985             case Instruction::SetLT:
1986               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X < 14) -> X < 13
1987                 return new SetCondInst(Instruction::SetLT, LHSVal, LHSCst);
1988               break;                        // (X != 13 & X < 15) -> no change
1989             case Instruction::SetEQ:        // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
1990             case Instruction::SetGT:        // (X != 13 & X > 15)  -> X > 15
1991               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
1992             case Instruction::SetNE:
1993               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
1994                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
1995                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
1996                                                       LHSVal->getName()+".off");
1997                 InsertNewInstBefore(Add, I);
1998                 const Type *UnsType = Add->getType()->getUnsignedVersion();
1999                 Value *OffsetVal = InsertCastBefore(Add, UnsType, I);
2000                 AddCST = ConstantExpr::getSub(RHSCst, LHSCst);
2001                 AddCST = ConstantExpr::getCast(AddCST, UnsType);
2002                 return new SetCondInst(Instruction::SetGT, OffsetVal, AddCST);
2003               }
2004               break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
2005             }
2006             break;
2007           case Instruction::SetLT:
2008             switch (RHSCC) {
2009             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
2010             case Instruction::SetEQ:  // (X < 13 & X == 15) -> false
2011             case Instruction::SetGT:  // (X < 13 & X > 15)  -> false
2012               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
2013             case Instruction::SetNE:  // (X < 13 & X != 15) -> X < 13
2014             case Instruction::SetLT:  // (X < 13 & X < 15) -> X < 13
2015               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2016             }
2017           case Instruction::SetGT:
2018             switch (RHSCC) {
2019             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
2020             case Instruction::SetEQ:  // (X > 13 & X == 15) -> X > 13
2021               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2022             case Instruction::SetGT:  // (X > 13 & X > 15)  -> X > 15
2023               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
2024             case Instruction::SetNE:
2025               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X > 13 & X != 14) -> X > 14
2026                 return new SetCondInst(Instruction::SetGT, LHSVal, RHSCst);
2027               break;                        // (X > 13 & X != 15) -> no change
2028             case Instruction::SetLT:   // (X > 13 & X < 15) -> (X-14) <u 1
2029               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, I);
2030             }
2031           }
2032         }
2033   }
2034
2035   return Changed ? &I : 0;
2036 }
2037
2038 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
2039   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2040   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2041
2042   if (isa<UndefValue>(Op1))
2043     return ReplaceInstUsesWith(I,                         // X | undef -> -1
2044                                ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
2045
2046   // or X, X = X   or X, 0 == X
2047   if (Op0 == Op1 || Op1 == Constant::getNullValue(I.getType()))
2048     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2049
2050   // or X, -1 == -1
2051   if (ConstantIntegral *RHS = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1)) {
2052     // If X is known to only contain bits that already exist in RHS, just
2053     // replace this instruction with RHS directly.
2054     if (MaskedValueIsZero(Op0,
2055                           cast<ConstantIntegral>(ConstantExpr::getNot(RHS))))
2056       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
2057
2058     ConstantInt *C1; Value *X;
2059     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
2060     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
2061       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS, Op0->getName());
2062       Op0->setName("");
2063       InsertNewInstBefore(Or, I);
2064       return BinaryOperator::createAnd(Or, ConstantExpr::getOr(RHS, C1));
2065     }
2066
2067     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
2068     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
2069       std::string Op0Name = Op0->getName(); Op0->setName("");
2070       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS, Op0Name);
2071       InsertNewInstBefore(Or, I);
2072       return BinaryOperator::createXor(Or,
2073                  ConstantExpr::getAnd(C1, ConstantExpr::getNot(RHS)));
2074     }
2075
2076     // Try to fold constant and into select arguments.
2077     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2078       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2079         return R;
2080     if (isa<PHINode>(Op0))
2081       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2082         return NV;
2083   }
2084
2085   Value *A, *B; ConstantInt *C1, *C2;
2086
2087   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
2088     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
2089       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2090   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
2091     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
2092       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2093
2094   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
2095   if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
2096       MaskedValueIsZero(Op1, C1)) {
2097     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op1, Op0->getName());
2098     Op0->setName("");
2099     return BinaryOperator::createXor(InsertNewInstBefore(NOr, I), C1);
2100   }
2101
2102   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
2103   if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
2104       MaskedValueIsZero(Op0, C1)) {
2105     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op0, Op1->getName());
2106     Op0->setName("");
2107     return BinaryOperator::createXor(InsertNewInstBefore(NOr, I), C1);
2108   }
2109
2110   // (A & C1)|(B & C2)
2111   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
2112       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_ConstantInt(C2)))) {
2113
2114     if (A == B)  // (A & C1)|(A & C2) == A & (C1|C2)
2115       return BinaryOperator::createAnd(A, ConstantExpr::getOr(C1, C2));
2116
2117
2118     // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
2119     // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
2120     // replace with V+N.
2121     if (C1 == ConstantExpr::getNot(C2)) {
2122       Value *V1, *V2;
2123       if ((C2->getRawValue() & (C2->getRawValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
2124           match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
2125         // Add commutes, try both ways.
2126         if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2))
2127           return ReplaceInstUsesWith(I, A);
2128         if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2))
2129           return ReplaceInstUsesWith(I, A);
2130       }
2131       // Or commutes, try both ways.
2132       if ((C1->getRawValue() & (C1->getRawValue()+1)) == 0 &&
2133           match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
2134         // Add commutes, try both ways.
2135         if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1))
2136           return ReplaceInstUsesWith(I, B);
2137         if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1))
2138           return ReplaceInstUsesWith(I, B);
2139       }
2140     }
2141   }
2142
2143   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {   // ~A | Op1
2144     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
2145       return ReplaceInstUsesWith(I,
2146                                 ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
2147   } else {
2148     A = 0;
2149   }
2150   // Note, A is still live here!
2151   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)))) {   // Op0 | ~B
2152     if (Op0 == B)
2153       return ReplaceInstUsesWith(I,
2154                                 ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
2155
2156     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
2157     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
2158       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(A, B,
2159                                               I.getName()+".demorgan"), I);
2160       return BinaryOperator::createNot(And);
2161     }
2162   }
2163
2164   // (setcc1 A, B) | (setcc2 A, B) --> (setcc3 A, B)
2165   if (SetCondInst *RHS = dyn_cast<SetCondInst>(I.getOperand(1))) {
2166     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldSetCCLogical(*this, RHS)))
2167       return R;
2168
2169     Value *LHSVal, *RHSVal;
2170     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
2171     Instruction::BinaryOps LHSCC, RHSCC;
2172     if (match(Op0, m_SetCond(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
2173       if (match(RHS, m_SetCond(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
2174         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X setcc C1) | (X setcc C2)
2175             // Set[GL]E X, CST is folded to Set[GL]T elsewhere.
2176             LHSCC != Instruction::SetGE && LHSCC != Instruction::SetLE &&
2177             RHSCC != Instruction::SetGE && RHSCC != Instruction::SetLE) {
2178           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
2179           Constant *Cmp = ConstantExpr::getSetGT(LHSCst, RHSCst);
2180           SetCondInst *LHS = cast<SetCondInst>(Op0);
2181           if (cast<ConstantBool>(Cmp)->getValue()) {
2182             std::swap(LHS, RHS);
2183             std::swap(LHSCst, RHSCst);
2184             std::swap(LHSCC, RHSCC);
2185           }
2186
2187           // At this point, we know we have have two setcc instructions
2188           // comparing a value against two constants and or'ing the result
2189           // together.  Because of the above check, we know that we only have
2190           // SetEQ, SetNE, SetLT, and SetGT here.  We also know (from the
2191           // FoldSetCCLogical check above), that the two constants are not
2192           // equal.
2193           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
2194
2195           switch (LHSCC) {
2196           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
2197           case Instruction::SetEQ:
2198             switch (RHSCC) {
2199             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
2200             case Instruction::SetEQ:
2201               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {// (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
2202                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
2203                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
2204                                                       LHSVal->getName()+".off");
2205                 InsertNewInstBefore(Add, I);
2206                 const Type *UnsType = Add->getType()->getUnsignedVersion();
2207                 Value *OffsetVal = InsertCastBefore(Add, UnsType, I);
2208                 AddCST = ConstantExpr::getSub(AddOne(RHSCst), LHSCst);
2209                 AddCST = ConstantExpr::getCast(AddCST, UnsType);
2210                 return new SetCondInst(Instruction::SetLT, OffsetVal, AddCST);
2211               }
2212               break;                  // (X == 13 | X == 15) -> no change
2213
2214             case Instruction::SetGT:  // (X == 13 | X > 14) -> no change
2215               break;
2216             case Instruction::SetNE:  // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
2217             case Instruction::SetLT:  // (X == 13 | X < 15)  -> X < 15
2218               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
2219             }
2220             break;
2221           case Instruction::SetNE:
2222             switch (RHSCC) {
2223             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
2224             case Instruction::SetEQ:        // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
2225             case Instruction::SetGT:        // (X != 13 | X > 15)  -> X != 13
2226               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2227             case Instruction::SetNE:        // (X != 13 | X != 15) -> true
2228             case Instruction::SetLT:        // (X != 13 | X < 15)  -> true
2229               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::True);
2230             }
2231             break;
2232           case Instruction::SetLT:
2233             switch (RHSCC) {
2234             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
2235             case Instruction::SetEQ:  // (X < 13 | X == 14) -> no change
2236               break;
2237             case Instruction::SetGT:  // (X < 13 | X > 15)  -> (X-13) > 2
2238               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, I);
2239             case Instruction::SetNE:  // (X < 13 | X != 15) -> X != 15
2240             case Instruction::SetLT:  // (X < 13 | X < 15) -> X < 15
2241               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
2242             }
2243             break;
2244           case Instruction::SetGT:
2245             switch (RHSCC) {
2246             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
2247             case Instruction::SetEQ:  // (X > 13 | X == 15) -> X > 13
2248             case Instruction::SetGT:  // (X > 13 | X > 15)  -> X > 13
2249               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2250             case Instruction::SetNE:  // (X > 13 | X != 15)  -> true
2251             case Instruction::SetLT:  // (X > 13 | X < 15) -> true
2252               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::True);
2253             }
2254           }
2255         }
2256   }
2257
2258   return Changed ? &I : 0;
2259 }
2260
2261 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
2262 struct XorSelf {
2263   Value *RHS;
2264   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
2265   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
2266   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
2267     return &Xor;
2268   }
2269 };
2270
2271
2272 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
2273   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2274   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2275
2276   if (isa<UndefValue>(Op1))
2277     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
2278
2279   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
2280   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
2281     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?");
2282     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2283   }
2284
2285   if (ConstantIntegral *RHS = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1)) {
2286     // xor X, 0 == X
2287     if (RHS->isNullValue())
2288       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2289
2290     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
2291       // xor (setcc A, B), true = not (setcc A, B) = setncc A, B
2292       if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(Op0I))
2293         if (RHS == ConstantBool::True && SCI->hasOneUse())
2294           return new SetCondInst(SCI->getInverseCondition(),
2295                                  SCI->getOperand(0), SCI->getOperand(1));
2296
2297       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
2298       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
2299         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
2300           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
2301           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
2302                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
2303           return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
2304         }
2305
2306       // ~(~X & Y) --> (X | ~Y)
2307       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And && RHS->isAllOnesValue()) {
2308         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
2309         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
2310           Instruction *NotY =
2311             BinaryOperator::createNot(Op0I->getOperand(1),
2312                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
2313           InsertNewInstBefore(NotY, I);
2314           return BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, NotY);
2315         }
2316       }
2317
2318       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
2319         switch (Op0I->getOpcode()) {
2320         case Instruction::Add:
2321           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
2322           if (RHS->isAllOnesValue()) {
2323             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
2324             return BinaryOperator::createSub(
2325                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
2326                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
2327                                           Op0I->getOperand(0));
2328           }
2329           break;
2330         case Instruction::And:
2331           // (X & C1) ^ C2 --> (X & C1) | C2 iff (C1&C2) == 0
2332           if (ConstantExpr::getAnd(RHS, Op0CI)->isNullValue())
2333             return BinaryOperator::createOr(Op0, RHS);
2334           break;
2335         case Instruction::Or:
2336           // (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
2337           if (ConstantExpr::getAnd(RHS, Op0CI) == RHS)
2338             return BinaryOperator::createAnd(Op0, ConstantExpr::getNot(RHS));
2339           break;
2340         default: break;
2341         }
2342     }
2343
2344     // Try to fold constant and into select arguments.
2345     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2346       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2347         return R;
2348     if (isa<PHINode>(Op0))
2349       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2350         return NV;
2351   }
2352
2353   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
2354     if (X == Op1)
2355       return ReplaceInstUsesWith(I,
2356                                 ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
2357
2358   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
2359     if (X == Op0)
2360       return ReplaceInstUsesWith(I,
2361                                 ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
2362
2363   if (Instruction *Op1I = dyn_cast<Instruction>(Op1))
2364     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Or) {
2365       if (Op1I->getOperand(0) == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
2366         cast<BinaryOperator>(Op1I)->swapOperands();
2367         I.swapOperands();
2368         std::swap(Op0, Op1);
2369       } else if (Op1I->getOperand(1) == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
2370         I.swapOperands();
2371         std::swap(Op0, Op1);
2372       }
2373     } else if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Xor) {
2374       if (Op0 == Op1I->getOperand(0))                        // A^(A^B) == B
2375         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1I->getOperand(1));
2376       else if (Op0 == Op1I->getOperand(1))                   // A^(B^A) == B
2377         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1I->getOperand(0));
2378     }
2379
2380   if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2381     if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or && Op0I->hasOneUse()) {
2382       if (Op0I->getOperand(0) == Op1)                // (B|A)^B == (A|B)^B
2383         cast<BinaryOperator>(Op0I)->swapOperands();
2384       if (Op0I->getOperand(1) == Op1) {              // (A|B)^B == A & ~B
2385         Value *NotB = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(Op1,
2386                                                      Op1->getName()+".not"), I);
2387         return BinaryOperator::createAnd(Op0I->getOperand(0), NotB);
2388       }
2389     } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Xor) {
2390       if (Op1 == Op0I->getOperand(0))                        // (A^B)^A == B
2391         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2392       else if (Op1 == Op0I->getOperand(1))                   // (B^A)^A == B
2393         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2394     }
2395
2396   // (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2397   Value *A, *B; ConstantInt *C1, *C2;
2398   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
2399       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_ConstantInt(C2))) &&
2400       ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue())
2401     return BinaryOperator::createOr(Op0, Op1);
2402
2403   // (setcc1 A, B) ^ (setcc2 A, B) --> (setcc3 A, B)
2404   if (SetCondInst *RHS = dyn_cast<SetCondInst>(I.getOperand(1)))
2405     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldSetCCLogical(*this, RHS)))
2406       return R;
2407
2408   return Changed ? &I : 0;
2409 }
2410
2411 /// MulWithOverflow - Compute Result = In1*In2, returning true if the result
2412 /// overflowed for this type.
2413 static bool MulWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
2414                             ConstantInt *In2) {
2415   Result = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getMul(In1, In2));
2416   return !In2->isNullValue() && ConstantExpr::getDiv(Result, In2) != In1;
2417 }
2418
2419 static bool isPositive(ConstantInt *C) {
2420   return cast<ConstantSInt>(C)->getValue() >= 0;
2421 }
2422
2423 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
2424 /// overflowed for this type.
2425 static bool AddWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
2426                             ConstantInt *In2) {
2427   Result = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getAdd(In1, In2));
2428
2429   if (In1->getType()->isUnsigned())
2430     return cast<ConstantUInt>(Result)->getValue() <
2431            cast<ConstantUInt>(In1)->getValue();
2432   if (isPositive(In1) != isPositive(In2))
2433     return false;
2434   if (isPositive(In1))
2435     return cast<ConstantSInt>(Result)->getValue() <
2436            cast<ConstantSInt>(In1)->getValue();
2437   return cast<ConstantSInt>(Result)->getValue() >
2438          cast<ConstantSInt>(In1)->getValue();
2439 }
2440
2441 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
2442 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
2443 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
2444 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
2445   TargetData &TD = IC.getTargetData();
2446   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
2447   const Type *UIntPtrTy = TD.getIntPtrType();
2448   const Type *SIntPtrTy = UIntPtrTy->getSignedVersion();
2449   Value *Result = Constant::getNullValue(SIntPtrTy);
2450
2451   // Build a mask for high order bits.
2452   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL;
2453   PtrSizeMask >>= 64-(TD.getPointerSize()*8);
2454
2455   for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
2456     Value *Op = GEP->getOperand(i);
2457     uint64_t Size = TD.getTypeSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
2458     Constant *Scale = ConstantExpr::getCast(ConstantUInt::get(UIntPtrTy, Size),
2459                                             SIntPtrTy);
2460     if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op)) {
2461       if (!OpC->isNullValue()) {
2462         OpC = ConstantExpr::getCast(OpC, SIntPtrTy);
2463         Scale = ConstantExpr::getMul(OpC, Scale);
2464         if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
2465           Result = ConstantExpr::getAdd(RC, Scale);
2466         else {
2467           // Emit an add instruction.
2468           Result = IC.InsertNewInstBefore(
2469              BinaryOperator::createAdd(Result, Scale,
2470                                        GEP->getName()+".offs"), I);
2471         }
2472       }
2473     } else {
2474       // Convert to correct type.
2475       Op = IC.InsertNewInstBefore(new CastInst(Op, SIntPtrTy,
2476                                                Op->getName()+".c"), I);
2477       if (Size != 1)
2478         // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
2479         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createMul(Op, Scale,
2480                                                     GEP->getName()+".idx"), I);
2481
2482       // Emit an add instruction.
2483       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(Op, Result,
2484                                                     GEP->getName()+".offs"), I);
2485     }
2486   }
2487   return Result;
2488 }
2489
2490 /// FoldGEPSetCC - Fold comparisons between a GEP instruction and something
2491 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
2492 Instruction *InstCombiner::FoldGEPSetCC(User *GEPLHS, Value *RHS,
2493                                         Instruction::BinaryOps Cond,
2494                                         Instruction &I) {
2495   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
2496
2497   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(RHS))
2498     if (isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType()))
2499       RHS = CI->getOperand(0);
2500
2501   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
2502   if (PtrBase == RHS) {
2503     // As an optimization, we don't actually have to compute the actual value of
2504     // OFFSET if this is a seteq or setne comparison, just return whether each
2505     // index is zero or not.
2506     if (Cond == Instruction::SetEQ || Cond == Instruction::SetNE) {
2507       Instruction *InVal = 0;
2508       gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPLHS);
2509       for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
2510         bool EmitIt = true;
2511         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))) {
2512           if (isa<UndefValue>(C))  // undef index -> undef.
2513             return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
2514           if (C->isNullValue())
2515             EmitIt = false;
2516           else if (TD->getTypeSize(GTI.getIndexedType()) == 0) {
2517             EmitIt = false;  // This is indexing into a zero sized array?
2518           } else if (isa<ConstantInt>(C))
2519             return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
2520                                  ConstantBool::get(Cond == Instruction::SetNE));
2521         }
2522
2523         if (EmitIt) {
2524           Instruction *Comp =
2525             new SetCondInst(Cond, GEPLHS->getOperand(i),
2526                     Constant::getNullValue(GEPLHS->getOperand(i)->getType()));
2527           if (InVal == 0)
2528             InVal = Comp;
2529           else {
2530             InVal = InsertNewInstBefore(InVal, I);
2531             InsertNewInstBefore(Comp, I);
2532             if (Cond == Instruction::SetNE)   // True if any are unequal
2533               InVal = BinaryOperator::createOr(InVal, Comp);
2534             else                              // True if all are equal
2535               InVal = BinaryOperator::createAnd(InVal, Comp);
2536           }
2537         }
2538       }
2539
2540       if (InVal)
2541         return InVal;
2542       else
2543         ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here, all indexes = 0
2544                             ConstantBool::get(Cond == Instruction::SetEQ));
2545     }
2546
2547     // Only lower this if the setcc is the only user of the GEP or if we expect
2548     // the result to fold to a constant!
2549     if (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) {
2550       // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
2551       Value *Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
2552       return new SetCondInst(Cond, Offset,
2553                              Constant::getNullValue(Offset->getType()));
2554     }
2555   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
2556     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
2557     // compare the base pointer.
2558     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
2559       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
2560       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
2561                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
2562       if (IndicesTheSame)
2563         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
2564           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
2565             IndicesTheSame = false;
2566             break;
2567           }
2568
2569       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
2570       if (IndicesTheSame)
2571         return new SetCondInst(Cond, GEPLHS->getOperand(0),
2572                                GEPRHS->getOperand(0));
2573
2574       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
2575       // different, bail out.
2576       return 0;
2577     }
2578
2579     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
2580     bool AllZeros = true;
2581     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
2582       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
2583           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
2584         AllZeros = false;
2585         break;
2586       }
2587     if (AllZeros)
2588       return FoldGEPSetCC(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
2589                           SetCondInst::getSwappedCondition(Cond), I);
2590
2591     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
2592     AllZeros = true;
2593     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
2594       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
2595           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
2596         AllZeros = false;
2597         break;
2598       }
2599     if (AllZeros)
2600       return FoldGEPSetCC(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
2601
2602     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
2603       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
2604       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
2605       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
2606       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
2607         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
2608           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
2609                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
2610             // Irreconcilable differences.
2611             NumDifferences = 2;
2612             break;
2613           } else {
2614             if (NumDifferences++) break;
2615             DiffOperand = i;
2616           }
2617         }
2618
2619       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
2620         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
2621                                  ConstantBool::get(Cond == Instruction::SetEQ));
2622       else if (NumDifferences == 1) {
2623         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
2624         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
2625
2626         // Convert the operands to signed values to make sure to perform a
2627         // signed comparison.
2628         const Type *NewTy = LHSV->getType()->getSignedVersion();
2629         if (LHSV->getType() != NewTy)
2630           LHSV = InsertNewInstBefore(new CastInst(LHSV, NewTy,
2631                                                   LHSV->getName()), I);
2632         if (RHSV->getType() != NewTy)
2633           RHSV = InsertNewInstBefore(new CastInst(RHSV, NewTy,
2634                                                   RHSV->getName()), I);
2635         return new SetCondInst(Cond, LHSV, RHSV);
2636       }
2637     }
2638
2639     // Only lower this if the setcc is the only user of the GEP or if we expect
2640     // the result to fold to a constant!
2641     if ((isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
2642         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
2643       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
2644       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
2645       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
2646       return new SetCondInst(Cond, L, R);
2647     }
2648   }
2649   return 0;
2650 }
2651
2652
2653 Instruction *InstCombiner::visitSetCondInst(SetCondInst &I) {
2654   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2655   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2656   const Type *Ty = Op0->getType();
2657
2658   // setcc X, X
2659   if (Op0 == Op1)
2660     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::get(isTrueWhenEqual(I)));
2661
2662   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X setcc undef -> undef
2663     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::BoolTy));
2664
2665   // setcc <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
2666   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
2667   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
2668        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
2669       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
2670        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
2671     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::get(!isTrueWhenEqual(I)));
2672
2673   // setcc's with boolean values can always be turned into bitwise operations
2674   if (Ty == Type::BoolTy) {
2675     switch (I.getOpcode()) {
2676     default: assert(0 && "Invalid setcc instruction!");
2677     case Instruction::SetEQ: {     //  seteq bool %A, %B -> ~(A^B)
2678       Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
2679       InsertNewInstBefore(Xor, I);
2680       return BinaryOperator::createNot(Xor);
2681     }
2682     case Instruction::SetNE:
2683       return BinaryOperator::createXor(Op0, Op1);
2684
2685     case Instruction::SetGT:
2686       std::swap(Op0, Op1);                   // Change setgt -> setlt
2687       // FALL THROUGH
2688     case Instruction::SetLT: {               // setlt bool A, B -> ~X & Y
2689       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
2690       InsertNewInstBefore(Not, I);
2691       return BinaryOperator::createAnd(Not, Op1);
2692     }
2693     case Instruction::SetGE:
2694       std::swap(Op0, Op1);                   // Change setge -> setle
2695       // FALL THROUGH
2696     case Instruction::SetLE: {     //  setle bool %A, %B -> ~A | B
2697       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
2698       InsertNewInstBefore(Not, I);
2699       return BinaryOperator::createOr(Not, Op1);
2700     }
2701     }
2702   }
2703
2704   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
2705   // can be folded into the comparison.
2706   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2707     // Check to see if we are comparing against the minimum or maximum value...
2708     if (CI->isMinValue()) {
2709       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLT)       // A < MIN -> FALSE
2710         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
2711       if (I.getOpcode() == Instruction::SetGE)       // A >= MIN -> TRUE
2712         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::True);
2713       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLE)       // A <= MIN -> A == MIN
2714         return BinaryOperator::createSetEQ(Op0, Op1);
2715       if (I.getOpcode() == Instruction::SetGT)       // A > MIN -> A != MIN
2716         return BinaryOperator::createSetNE(Op0, Op1);
2717
2718     } else if (CI->isMaxValue()) {
2719       if (I.getOpcode() == Instruction::SetGT)       // A > MAX -> FALSE
2720         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
2721       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLE)       // A <= MAX -> TRUE
2722         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::True);
2723       if (I.getOpcode() == Instruction::SetGE)       // A >= MAX -> A == MAX
2724         return BinaryOperator::createSetEQ(Op0, Op1);
2725       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLT)       // A < MAX -> A != MAX
2726         return BinaryOperator::createSetNE(Op0, Op1);
2727
2728       // Comparing against a value really close to min or max?
2729     } else if (isMinValuePlusOne(CI)) {
2730       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLT)       // A < MIN+1 -> A == MIN
2731         return BinaryOperator::createSetEQ(Op0, SubOne(CI));
2732       if (I.getOpcode() == Instruction::SetGE)       // A >= MIN-1 -> A != MIN
2733         return BinaryOperator::createSetNE(Op0, SubOne(CI));
2734
2735     } else if (isMaxValueMinusOne(CI)) {
2736       if (I.getOpcode() == Instruction::SetGT)       // A > MAX-1 -> A == MAX
2737         return BinaryOperator::createSetEQ(Op0, AddOne(CI));
2738       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLE)       // A <= MAX-1 -> A != MAX
2739         return BinaryOperator::createSetNE(Op0, AddOne(CI));
2740     }
2741
2742     // If we still have a setle or setge instruction, turn it into the
2743     // appropriate setlt or setgt instruction.  Since the border cases have
2744     // already been handled above, this requires little checking.
2745     //
2746     if (I.getOpcode() == Instruction::SetLE)
2747       return BinaryOperator::createSetLT(Op0, AddOne(CI));
2748     if (I.getOpcode() == Instruction::SetGE)
2749       return BinaryOperator::createSetGT(Op0, SubOne(CI));
2750
2751     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2752       switch (LHSI->getOpcode()) {
2753       case Instruction::And:
2754         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
2755             LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
2756           // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
2757           // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
2758           // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
2759           // access.
2760           ShiftInst *Shift = dyn_cast<ShiftInst>(LHSI->getOperand(0));
2761           ConstantUInt *ShAmt;
2762           ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantUInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
2763           ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
2764           const Type *Ty = LHSI->getType();
2765
2766           // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
2767           // into the mask.  This can only happen with signed shift
2768           // rights, as they sign-extend.
2769           if (ShAmt) {
2770             bool CanFold = Shift->getOpcode() != Instruction::Shr ||
2771                            Shift->getType()->isUnsigned();
2772             if (!CanFold) {
2773               // To test for the bad case of the signed shr, see if any
2774               // of the bits shifted in could be tested after the mask.
2775               int ShAmtVal = Ty->getPrimitiveSizeInBits()-ShAmt->getValue();
2776               if (ShAmtVal < 0) ShAmtVal = 0; // Out of range shift.
2777
2778               Constant *OShAmt = ConstantUInt::get(Type::UByteTy, ShAmtVal);
2779               Constant *ShVal =
2780                 ConstantExpr::getShl(ConstantInt::getAllOnesValue(Ty), OShAmt);
2781               if (ConstantExpr::getAnd(ShVal, AndCST)->isNullValue())
2782                 CanFold = true;
2783             }
2784
2785             if (CanFold) {
2786               Constant *NewCst;
2787               if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
2788                 NewCst = ConstantExpr::getUShr(CI, ShAmt);
2789               else
2790                 NewCst = ConstantExpr::getShl(CI, ShAmt);
2791
2792               // Check to see if we are shifting out any of the bits being
2793               // compared.
2794               if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != CI){
2795                 // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
2796                 // As a special case, check to see if this means that the
2797                 // result is always true or false now.
2798                 if (I.getOpcode() == Instruction::SetEQ)
2799                   return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
2800                 if (I.getOpcode() == Instruction::SetNE)
2801                   return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::True);
2802               } else {
2803                 I.setOperand(1, NewCst);
2804                 Constant *NewAndCST;
2805                 if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
2806                   NewAndCST = ConstantExpr::getUShr(AndCST, ShAmt);
2807                 else
2808                   NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
2809                 LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
2810                 LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
2811                 WorkList.push_back(Shift); // Shift is dead.
2812                 AddUsesToWorkList(I);
2813                 return &I;
2814               }
2815             }
2816           }
2817         }
2818         break;
2819
2820       case Instruction::Shl:         // (setcc (shl X, ShAmt), CI)
2821         if (ConstantUInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantUInt>(LHSI->getOperand(1))) {
2822           switch (I.getOpcode()) {
2823           default: break;
2824           case Instruction::SetEQ:
2825           case Instruction::SetNE: {
2826             unsigned TypeBits = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2827
2828             // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
2829             // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
2830             // simplified.
2831             if (ShAmt->getValue() >= TypeBits)
2832               break;
2833
2834             // If we are comparing against bits always shifted out, the
2835             // comparison cannot succeed.
2836             Constant *Comp =
2837               ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getShr(CI, ShAmt), ShAmt);
2838             if (Comp != CI) {// Comparing against a bit that we know is zero.
2839               bool IsSetNE = I.getOpcode() == Instruction::SetNE;
2840               Constant *Cst = ConstantBool::get(IsSetNE);
2841               return ReplaceInstUsesWith(I, Cst);
2842             }
2843
2844             if (LHSI->hasOneUse()) {
2845               // Otherwise strength reduce the shift into an and.
2846               unsigned ShAmtVal = (unsigned)ShAmt->getValue();
2847               uint64_t Val = (1ULL << (TypeBits-ShAmtVal))-1;
2848
2849               Constant *Mask;
2850               if (CI->getType()->isUnsigned()) {
2851                 Mask = ConstantUInt::get(CI->getType(), Val);
2852               } else if (ShAmtVal != 0) {
2853                 Mask = ConstantSInt::get(CI->getType(), Val);
2854               } else {
2855                 Mask = ConstantInt::getAllOnesValue(CI->getType());
2856               }
2857
2858               Instruction *AndI =
2859                 BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
2860                                           Mask, LHSI->getName()+".mask");
2861               Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, I);
2862               return new SetCondInst(I.getOpcode(), And,
2863                                      ConstantExpr::getUShr(CI, ShAmt));
2864             }
2865           }
2866           }
2867         }
2868         break;
2869
2870       case Instruction::Shr:         // (setcc (shr X, ShAmt), CI)
2871         if (ConstantUInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantUInt>(LHSI->getOperand(1))) {
2872           switch (I.getOpcode()) {
2873           default: break;
2874           case Instruction::SetEQ:
2875           case Instruction::SetNE: {
2876
2877             // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
2878             // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
2879             // simplified.
2880             unsigned TypeBits = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2881             if (ShAmt->getValue() >= TypeBits)
2882               break;
2883
2884             // If we are comparing against bits always shifted out, the
2885             // comparison cannot succeed.
2886             Constant *Comp =
2887               ConstantExpr::getShr(ConstantExpr::getShl(CI, ShAmt), ShAmt);
2888
2889             if (Comp != CI) {// Comparing against a bit that we know is zero.
2890               bool IsSetNE = I.getOpcode() == Instruction::SetNE;
2891               Constant *Cst = ConstantBool::get(IsSetNE);
2892               return ReplaceInstUsesWith(I, Cst);
2893             }
2894
2895             if (LHSI->hasOneUse() || CI->isNullValue()) {
2896               unsigned ShAmtVal = (unsigned)ShAmt->getValue();
2897
2898               // Otherwise strength reduce the shift into an and.
2899               uint64_t Val = ~0ULL;          // All ones.
2900               Val <<= ShAmtVal;              // Shift over to the right spot.
2901
2902               Constant *Mask;
2903               if (CI->getType()->isUnsigned()) {
2904                 Val &= ~0ULL >> (64-TypeBits);
2905                 Mask = ConstantUInt::get(CI->getType(), Val);
2906               } else {
2907                 Mask = ConstantSInt::get(CI->getType(), Val);
2908               }
2909
2910               Instruction *AndI =
2911                 BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
2912                                           Mask, LHSI->getName()+".mask");
2913               Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, I);
2914               return new SetCondInst(I.getOpcode(), And,
2915                                      ConstantExpr::getShl(CI, ShAmt));
2916             }
2917             break;
2918           }
2919           }
2920         }
2921         break;
2922
2923       case Instruction::Div:
2924         // Fold: (div X, C1) op C2 -> range check
2925         if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
2926           // Fold this div into the comparison, producing a range check.
2927           // Determine, based on the divide type, what the range is being
2928           // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember
2929           // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
2930           bool LoOverflow = false, HiOverflow = 0;
2931           ConstantInt *LoBound = 0, *HiBound = 0;
2932
2933           ConstantInt *Prod;
2934           bool ProdOV = MulWithOverflow(Prod, CI, DivRHS);
2935
2936           Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
2937
2938           if (DivRHS->isNullValue()) {  // Don't hack on divide by zeros.
2939           } else if (LHSI->getType()->isUnsigned()) {  // udiv
2940             LoBound = Prod;
2941             LoOverflow = ProdOV;
2942             HiOverflow = ProdOV || AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS);
2943           } else if (isPositive(DivRHS)) {             // Divisor is > 0.
2944             if (CI->isNullValue()) {       // (X / pos) op 0
2945               // Can't overflow.
2946               LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
2947               HiBound = DivRHS;
2948             } else if (isPositive(CI)) {   // (X / pos) op pos
2949               LoBound = Prod;
2950               LoOverflow = ProdOV;
2951               HiOverflow = ProdOV || AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS);
2952             } else {                       // (X / pos) op neg
2953               Constant *DivRHSH = ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS));
2954               LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod,
2955                                            cast<ConstantInt>(DivRHSH));
2956               HiBound = Prod;
2957               HiOverflow = ProdOV;
2958             }
2959           } else {                                     // Divisor is < 0.
2960             if (CI->isNullValue()) {       // (X / neg) op 0
2961               LoBound = AddOne(DivRHS);
2962               HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2963               if (HiBound == DivRHS)
2964                 LoBound = 0;  // - INTMIN = INTMIN
2965             } else if (isPositive(CI)) {   // (X / neg) op pos
2966               HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
2967               if (!LoOverflow)
2968                 LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod, AddOne(DivRHS));
2969               HiBound = AddOne(Prod);
2970             } else {                       // (X / neg) op neg
2971               LoBound = Prod;
2972               LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
2973               HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getSub(Prod, DivRHS));
2974             }
2975
2976             // Dividing by a negate swaps the condition.
2977             Opcode = SetCondInst::getSwappedCondition(Opcode);
2978           }
2979
2980           if (LoBound) {
2981             Value *X = LHSI->getOperand(0);
2982             switch (Opcode) {
2983             default: assert(0 && "Unhandled setcc opcode!");
2984             case Instruction::SetEQ:
2985               if (LoOverflow && HiOverflow)
2986                 return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
2987               else if (HiOverflow)
2988                 return new SetCondInst(Instruction::SetGE, X, LoBound);
2989               else if (LoOverflow)
2990                 return new SetCondInst(Instruction::SetLT, X, HiBound);
2991               else
2992                 return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, true, I);
2993             case Instruction::SetNE:
2994               if (LoOverflow && HiOverflow)
2995                 return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::True);
2996               else if (HiOverflow)
2997                 return new SetCondInst(Instruction::SetLT, X, LoBound);
2998               else if (LoOverflow)
2999                 return new SetCondInst(Instruction::SetGE, X, HiBound);
3000               else
3001                 return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, false, I);
3002             case Instruction::SetLT:
3003               if (LoOverflow)
3004                 return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
3005               return new SetCondInst(Instruction::SetLT, X, LoBound);
3006             case Instruction::SetGT:
3007               if (HiOverflow)
3008                 return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::False);
3009               return new SetCondInst(Instruction::SetGE, X, HiBound);
3010             }
3011           }
3012         }
3013         break;
3014       }
3015
3016     // Simplify seteq and setne instructions...
3017     if (I.getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
3018         I.getOpcode() == Instruction::SetNE) {
3019       bool isSetNE = I.getOpcode() == Instruction::SetNE;
3020
3021       // If the first operand is (and|or|xor) with a constant, and the second
3022       // operand is a constant, simplify a bit.
3023       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
3024         switch (BO->getOpcode()) {
3025         case Instruction::Rem:
3026           // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
3027           if (CI->isNullValue() && isa<ConstantSInt>(BO->getOperand(1)) &&
3028               BO->hasOneUse() &&
3029               cast<ConstantSInt>(BO->getOperand(1))->getValue() > 1) {
3030             int64_t V = cast<ConstantSInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
3031             if (isPowerOf2_64(V)) {
3032               unsigned L2 = Log2_64(V);
3033               const Type *UTy = BO->getType()->getUnsignedVersion();
3034               Value *NewX = InsertNewInstBefore(new CastInst(BO->getOperand(0),
3035                                                              UTy, "tmp"), I);
3036               Constant *RHSCst = ConstantUInt::get(UTy, 1ULL << L2);
3037               Value *NewRem =InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createRem(NewX,
3038                                                     RHSCst, BO->getName()), I);
3039               return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), NewRem,
3040                                             Constant::getNullValue(UTy));
3041             }
3042           }
3043           break;
3044
3045         case Instruction::Add:
3046           // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
3047           if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
3048             if (BO->hasOneUse())
3049               return new SetCondInst(I.getOpcode(), BO->getOperand(0),
3050                                      ConstantExpr::getSub(CI, BOp1C));
3051           } else if (CI->isNullValue()) {
3052             // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
3053             // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
3054             Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
3055
3056             if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
3057               return new SetCondInst(I.getOpcode(), BOp0, NegVal);
3058             else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
3059               return new SetCondInst(I.getOpcode(), NegVal, BOp1);
3060             else if (BO->hasOneUse()) {
3061               Instruction *Neg = BinaryOperator::createNeg(BOp1, BO->getName());
3062               BO->setName("");
3063               InsertNewInstBefore(Neg, I);
3064               return new SetCondInst(I.getOpcode(), BOp0, Neg);
3065             }
3066           }
3067           break;
3068         case Instruction::Xor:
3069           // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
3070           // the explicit xor.
3071           if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
3072             return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), BO->getOperand(0),
3073                                   ConstantExpr::getXor(CI, BOC));
3074
3075           // FALLTHROUGH
3076         case Instruction::Sub:
3077           // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
3078           if (CI->isNullValue())
3079             return new SetCondInst(I.getOpcode(), BO->getOperand(0),
3080                                    BO->getOperand(1));
3081           break;
3082
3083         case Instruction::Or:
3084           // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
3085           // are comparing against, then the comparison could never succeed!
3086           if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
3087             Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(CI);
3088             if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
3089               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::get(isSetNE));
3090           }
3091           break;
3092
3093         case Instruction::And:
3094           if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
3095             // If bits are being compared against that are and'd out, then the
3096             // comparison can never succeed!
3097             if (!ConstantExpr::getAnd(CI,
3098                                       ConstantExpr::getNot(BOC))->isNullValue())
3099               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantBool::get(isSetNE));
3100
3101             // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
3102             if (CI == BOC && isOneBitSet(CI))
3103               return new SetCondInst(isSetNE ? Instruction::SetEQ :
3104                                      Instruction::SetNE, Op0,
3105                                      Constant::getNullValue(CI->getType()));
3106
3107             // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x < 0, converting X
3108             // to be a signed value as appropriate.
3109             if (isSignBit(BOC)) {
3110               Value *X = BO->getOperand(0);
3111               // If 'X' is not signed, insert a cast now...
3112               if (!BOC->getType()->isSigned()) {
3113                 const Type *DestTy = BOC->getType()->getSignedVersion();
3114                 X = InsertCastBefore(X, DestTy, I);
3115               }
3116               return new SetCondInst(isSetNE ? Instruction::SetLT :
3117                                          Instruction::SetGE, X,
3118                                      Constant::getNullValue(X->getType()));
3119             }
3120
3121             // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
3122             if (CI->isNullValue() && isHighOnes(BOC)) {
3123               Value *X = BO->getOperand(0);
3124               Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
3125
3126               // If 'X' is signed, insert a cast now.
3127               if (NegX->getType()->isSigned()) {
3128                 const Type *DestTy = NegX->getType()->getUnsignedVersion();
3129                 X = InsertCastBefore(X, DestTy, I);
3130                 NegX = ConstantExpr::getCast(NegX, DestTy);
3131               }
3132
3133               return new SetCondInst(isSetNE ? Instruction::SetGE :
3134                                      Instruction::SetLT, X, NegX);
3135             }
3136
3137           }
3138         default: break;
3139         }
3140       }
3141     } else {  // Not a SetEQ/SetNE
3142       // If the LHS is a cast from an integral value of the same size,
3143       if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3144         Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
3145         const Type *SrcTy = CastOp->getType();
3146         unsigned SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
3147         if (SrcTy != Cast->getType() && SrcTy->isInteger() &&
3148             SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
3149           assert((SrcTy->isSigned() ^ Cast->getType()->isSigned()) &&
3150                  "Source and destination signednesses should differ!");
3151           if (Cast->getType()->isSigned()) {
3152             // If this is a signed comparison, check for comparisons in the
3153             // vicinity of zero.
3154             if (I.getOpcode() == Instruction::SetLT && CI->isNullValue())
3155               // X < 0  => x > 127
3156               return BinaryOperator::createSetGT(CastOp,
3157                          ConstantUInt::get(SrcTy, (1ULL << (SrcTySize-1))-1));
3158             else if (I.getOpcode() == Instruction::SetGT &&
3159                      cast<ConstantSInt>(CI)->getValue() == -1)
3160               // X > -1  => x < 128
3161               return BinaryOperator::createSetLT(CastOp,
3162                          ConstantUInt::get(SrcTy, 1ULL << (SrcTySize-1)));
3163           } else {
3164             ConstantUInt *CUI = cast<ConstantUInt>(CI);
3165             if (I.getOpcode() == Instruction::SetLT &&
3166                 CUI->getValue() == 1ULL << (SrcTySize-1))
3167               // X < 128 => X > -1
3168               return BinaryOperator::createSetGT(CastOp,
3169                                                  ConstantSInt::get(SrcTy, -1));
3170             else if (I.getOpcode() == Instruction::SetGT &&
3171                      CUI->getValue() == (1ULL << (SrcTySize-1))-1)
3172               // X > 127 => X < 0
3173               return BinaryOperator::createSetLT(CastOp,
3174                                                  Constant::getNullValue(SrcTy));
3175           }
3176         }
3177       }
3178     }
3179   }
3180
3181   // Handle setcc with constant RHS's that can be integer, FP or pointer.
3182   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
3183     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
3184       switch (LHSI->getOpcode()) {
3185       case Instruction::GetElementPtr:
3186         if (RHSC->isNullValue()) {
3187           // Transform setcc GEP P, int 0, int 0, int 0, null -> setcc P, null
3188           bool isAllZeros = true;
3189           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
3190             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
3191                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
3192               isAllZeros = false;
3193               break;
3194             }
3195           if (isAllZeros)
3196             return new SetCondInst(I.getOpcode(), LHSI->getOperand(0),
3197                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
3198         }
3199         break;
3200
3201       case Instruction::PHI:
3202         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3203           return NV;
3204         break;
3205       case Instruction::Select:
3206         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
3207         // comparison into the select arms, which will cause one to be
3208         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
3209         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
3210         if (LHSI->hasOneUse()) {
3211           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
3212             // Fold the known value into the constant operand.
3213             Op1 = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C, RHSC);
3214             // Insert a new SetCC of the other select operand.
3215             Op2 = InsertNewInstBefore(new SetCondInst(I.getOpcode(),
3216                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
3217                                                       I.getName()), I);
3218           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
3219             // Fold the known value into the constant operand.
3220             Op2 = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C, RHSC);
3221             // Insert a new SetCC of the other select operand.
3222             Op1 = InsertNewInstBefore(new SetCondInst(I.getOpcode(),
3223                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
3224                                                       I.getName()), I);
3225           }
3226         }
3227
3228         if (Op1)
3229           return new SelectInst(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
3230         break;
3231       }
3232   }
3233
3234   // If we can optimize a 'setcc GEP, P' or 'setcc P, GEP', do so now.
3235   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
3236     if (Instruction *NI = FoldGEPSetCC(GEP, Op1, I.getOpcode(), I))
3237       return NI;
3238   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
3239     if (Instruction *NI = FoldGEPSetCC(GEP, Op0,
3240                            SetCondInst::getSwappedCondition(I.getOpcode()), I))
3241       return NI;
3242
3243   // Test to see if the operands of the setcc are casted versions of other
3244   // values.  If the cast can be stripped off both arguments, we do so now.
3245   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3246     Value *CastOp0 = CI->getOperand(0);
3247     if (CastOp0->getType()->isLosslesslyConvertibleTo(CI->getType()) &&
3248         (isa<Constant>(Op1) || isa<CastInst>(Op1)) &&
3249         (I.getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
3250          I.getOpcode() == Instruction::SetNE)) {
3251       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
3252       // operand, where it can often be eliminated completely.
3253       Op0 = CastOp0;
3254
3255       // If operand #1 is a cast instruction, see if we can eliminate it as
3256       // well.
3257       if (CastInst *CI2 = dyn_cast<CastInst>(Op1))
3258         if (CI2->getOperand(0)->getType()->isLosslesslyConvertibleTo(
3259                                                                Op0->getType()))
3260           Op1 = CI2->getOperand(0);
3261
3262       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
3263       if (Op1->getType() != Op0->getType())
3264         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
3265           Op1 = ConstantExpr::getCast(Op1C, Op0->getType());
3266         } else {
3267           // Otherwise, cast the RHS right before the setcc
3268           Op1 = new CastInst(Op1, Op0->getType(), Op1->getName());
3269           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Op1), I);
3270         }
3271       return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), Op0, Op1);
3272     }
3273
3274     // Handle the special case of: setcc (cast bool to X), <cst>
3275     // This comes up when you have code like
3276     //   int X = A < B;
3277     //   if (X) ...
3278     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
3279     // with a constant or another cast from the same type.
3280     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
3281       if (Instruction *R = visitSetCondInstWithCastAndCast(I))
3282         return R;
3283   }
3284   return Changed ? &I : 0;
3285 }
3286
3287 // visitSetCondInstWithCastAndCast - Handle setcond (cast x to y), (cast/cst).
3288 // We only handle extending casts so far.
3289 //
3290 Instruction *InstCombiner::visitSetCondInstWithCastAndCast(SetCondInst &SCI) {
3291   Value *LHSCIOp = cast<CastInst>(SCI.getOperand(0))->getOperand(0);
3292   const Type *SrcTy = LHSCIOp->getType();
3293   const Type *DestTy = SCI.getOperand(0)->getType();
3294   Value *RHSCIOp;
3295
3296   if (!DestTy->isIntegral() || !SrcTy->isIntegral())
3297     return 0;
3298
3299   unsigned SrcBits  = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
3300   unsigned DestBits = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
3301   if (SrcBits >= DestBits) return 0;  // Only handle extending cast.
3302
3303   // Is this a sign or zero extension?
3304   bool isSignSrc  = SrcTy->isSigned();
3305   bool isSignDest = DestTy->isSigned();
3306
3307   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(SCI.getOperand(1))) {
3308     // Not an extension from the same type?
3309     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
3310     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) return 0;
3311   } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SCI.getOperand(1))) {
3312     // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
3313     // reextended to DestTy.
3314     Constant *Res = ConstantExpr::getCast(CI, SrcTy);
3315
3316     if (ConstantExpr::getCast(Res, DestTy) == CI) {
3317       RHSCIOp = Res;
3318     } else {
3319       // If the value cannot be represented in the shorter type, we cannot emit
3320       // a simple comparison.
3321       if (SCI.getOpcode() == Instruction::SetEQ)
3322         return ReplaceInstUsesWith(SCI, ConstantBool::False);
3323       if (SCI.getOpcode() == Instruction::SetNE)
3324         return ReplaceInstUsesWith(SCI, ConstantBool::True);
3325
3326       // Evaluate the comparison for LT.
3327       Value *Result;
3328       if (DestTy->isSigned()) {
3329         // We're performing a signed comparison.
3330         if (isSignSrc) {
3331           // Signed extend and signed comparison.
3332           if (cast<ConstantSInt>(CI)->getValue() < 0) // X < (small) --> false
3333             Result = ConstantBool::False;
3334           else
3335             Result = ConstantBool::True;              // X < (large) --> true
3336         } else {
3337           // Unsigned extend and signed comparison.
3338           if (cast<ConstantSInt>(CI)->getValue() < 0)
3339             Result = ConstantBool::False;
3340           else
3341             Result = ConstantBool::True;
3342         }
3343       } else {
3344         // We're performing an unsigned comparison.
3345         if (!isSignSrc) {
3346           // Unsigned extend & compare -> always true.
3347           Result = ConstantBool::True;
3348         } else {
3349           // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
3350           // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
3351           Constant *NegOne = ConstantIntegral::getAllOnesValue(SrcTy);
3352           Result = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createSetGT(LHSCIOp,
3353                                                   NegOne, SCI.getName()), SCI);
3354         }
3355       }
3356
3357       // Finally, return the value computed.
3358       if (SCI.getOpcode() == Instruction::SetLT) {
3359         return ReplaceInstUsesWith(SCI, Result);
3360       } else {
3361         assert(SCI.getOpcode()==Instruction::SetGT &&"SetCC should be folded!");
3362         if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
3363           return ReplaceInstUsesWith(SCI, ConstantExpr::getNot(CI));
3364         else
3365           return BinaryOperator::createNot(Result);
3366       }
3367     }
3368   } else {
3369     return 0;
3370   }
3371
3372   // Okay, just insert a compare of the reduced operands now!
3373   return BinaryOperator::create(SCI.getOpcode(), LHSCIOp, RHSCIOp);
3374 }
3375
3376 Instruction *InstCombiner::visitShiftInst(ShiftInst &I) {
3377   assert(I.getOperand(1)->getType() == Type::UByteTy);
3378   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3379   bool isLeftShift = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
3380
3381   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
3382   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
3383   if (Op1 == Constant::getNullValue(Type::UByteTy) ||
3384       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
3385     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3386
3387   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            // undef >>s X -> undef
3388     if (!isLeftShift && I.getType()->isSigned())
3389       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3390     else                         // undef << X -> 0   AND  undef >>u X -> 0
3391       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3392   }
3393   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
3394     if (isLeftShift || I.getType()->isUnsigned())// X << undef, X >>u undef -> 0
3395       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3396     else
3397       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          // X >>s undef -> X
3398   }
3399
3400   // shr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
3401   if (!isLeftShift)
3402     if (ConstantSInt *CSI = dyn_cast<ConstantSInt>(Op0))
3403       if (CSI->isAllOnesValue())
3404         return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
3405
3406   // Try to fold constant and into select arguments.
3407   if (isa<Constant>(Op0))
3408     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
3409       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3410         return R;
3411
3412   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
3413   if (!isLeftShift && I.getType()->isSigned()) {
3414     if (MaskedValueIsZero(Op0, ConstantInt::getMinValue(I.getType()))) {
3415       Value *V = InsertCastBefore(Op0, I.getType()->getUnsignedVersion(), I);
3416       V = InsertNewInstBefore(new ShiftInst(Instruction::Shr, V, Op1,
3417                                             I.getName()), I);
3418       return new CastInst(V, I.getType());
3419     }
3420   }
3421
3422   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(Op1)) {
3423     // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
3424     // of a signed value.
3425     //
3426     unsigned TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
3427     if (CUI->getValue() >= TypeBits) {
3428       if (!Op0->getType()->isSigned() || isLeftShift)
3429         return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
3430       else {
3431         I.setOperand(1, ConstantUInt::get(Type::UByteTy, TypeBits-1));
3432         return &I;
3433       }
3434     }
3435
3436     // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
3437     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
3438       if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
3439         if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
3440           return BinaryOperator::createMul(BO->getOperand(0),
3441                                            ConstantExpr::getShl(BOOp, CUI));
3442
3443     // Try to fold constant and into select arguments.
3444     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3445       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3446         return R;
3447     if (isa<PHINode>(Op0))
3448       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3449         return NV;
3450
3451     if (Op0->hasOneUse()) {
3452       // If this is a SHL of a sign-extending cast, see if we can turn the input
3453       // into a zero extending cast (a simple strength reduction).
3454       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3455         const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
3456         if (isLeftShift && SrcTy->isInteger() && SrcTy->isSigned() &&
3457             SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() <
3458                    CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
3459           // We can change it to a zero extension if we are shifting out all of
3460           // the sign extended bits.  To check this, form a mask of all of the
3461           // sign extend bits, then shift them left and see if we have anything
3462           // left.
3463           Constant *Mask = ConstantIntegral::getAllOnesValue(SrcTy); //     1111
3464           Mask = ConstantExpr::getZeroExtend(Mask, CI->getType());   // 00001111
3465           Mask = ConstantExpr::getNot(Mask);   // 1's in the sign bits: 11110000
3466           if (ConstantExpr::getShl(Mask, CUI)->isNullValue()) {
3467             // If the shift is nuking all of the sign bits, change this to a
3468             // zero extension cast.  To do this, cast the cast input to
3469             // unsigned, then to the requested size.
3470             Value *CastOp = CI->getOperand(0);
3471             Instruction *NC =
3472               new CastInst(CastOp, CastOp->getType()->getUnsignedVersion(),
3473                            CI->getName()+".uns");
3474             NC = InsertNewInstBefore(NC, I);
3475             // Finally, insert a replacement for CI.
3476             NC = new CastInst(NC, CI->getType(), CI->getName());
3477             CI->setName("");
3478             NC = InsertNewInstBefore(NC, I);
3479             WorkList.push_back(CI);  // Delete CI later.
3480             I.setOperand(0, NC);
3481             return &I;               // The SHL operand was modified.
3482           }
3483         }
3484       }
3485
3486       if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
3487         // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
3488         Value *V1, *V2;
3489         ConstantInt *CC;
3490         switch (Op0BO->getOpcode()) {
3491         default: break;
3492         case Instruction::Add:
3493         case Instruction::And:
3494         case Instruction::Or:
3495         case Instruction::Xor:
3496           // These operators commute.
3497           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
3498           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
3499               match(Op0BO->getOperand(1),
3500                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == CUI) {
3501             Instruction *YS = new ShiftInst(Instruction::Shl,
3502                                             Op0BO->getOperand(0), CUI,
3503                                             Op0BO->getName());
3504             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
3505             Instruction *X = BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS,
3506                                                     V1,
3507                                                Op0BO->getOperand(1)->getName());
3508             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
3509             Constant *C2 = ConstantInt::getAllOnesValue(X->getType());
3510             C2 = ConstantExpr::getShl(C2, CUI);
3511             return BinaryOperator::createAnd(X, C2);
3512           }
3513
3514           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
3515           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
3516               match(Op0BO->getOperand(1),
3517                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
3518                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == CUI &&
3519        cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(1))->getOperand(0)->hasOneUse()) {
3520             Instruction *YS = new ShiftInst(Instruction::Shl,
3521                                             Op0BO->getOperand(0), CUI,
3522                                             Op0BO->getName());
3523             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
3524             Instruction *XM =
3525               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, CUI),
3526                                         V1->getName()+".mask");
3527             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
3528
3529             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
3530           }
3531
3532           // FALL THROUGH.
3533         case Instruction::Sub:
3534           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
3535           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
3536               match(Op0BO->getOperand(0),
3537                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == CUI) {
3538             Instruction *YS = new ShiftInst(Instruction::Shl,
3539                                             Op0BO->getOperand(1), CUI,
3540                                             Op0BO->getName());
3541             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
3542             Instruction *X = BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS,
3543                                                     V1,
3544                                               Op0BO->getOperand(0)->getName());
3545             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
3546             Constant *C2 = ConstantInt::getAllOnesValue(X->getType());
3547             C2 = ConstantExpr::getShl(C2, CUI);
3548             return BinaryOperator::createAnd(X, C2);
3549           }
3550
3551           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
3552               match(Op0BO->getOperand(0),
3553                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
3554                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == CUI &&
3555        cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))->getOperand(0)->hasOneUse()) {
3556             Instruction *YS = new ShiftInst(Instruction::Shl,
3557                                             Op0BO->getOperand(1), CUI,
3558                                             Op0BO->getName());
3559             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
3560             Instruction *XM =
3561               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, CUI),
3562                                         V1->getName()+".mask");
3563             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
3564
3565             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
3566           }
3567
3568           break;
3569         }
3570
3571
3572         // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
3573         // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
3574         if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
3575           bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
3576           bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
3577
3578           switch (Op0BO->getOpcode()) {
3579           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
3580           case Instruction::Add:
3581             isValid = isLeftShift;
3582             break;
3583           case Instruction::Or:
3584           case Instruction::Xor:
3585             highBitSet = false;
3586             break;
3587           case Instruction::And:
3588             highBitSet = true;
3589             break;
3590           }
3591
3592           // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
3593           // by the logical operation, do not perform the transformation.
3594           // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
3595           // the constant which would cause it to be modified for this
3596           // operation.
3597           //
3598           if (isValid && !isLeftShift && !I.getType()->isUnsigned()) {
3599             uint64_t Val = Op0C->getRawValue();
3600             isValid = ((Val & (1 << (TypeBits-1))) != 0) == highBitSet;
3601           }
3602
3603           if (isValid) {
3604             Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, CUI);
3605
3606             Instruction *NewShift =
3607               new ShiftInst(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), CUI,
3608                             Op0BO->getName());
3609             Op0BO->setName("");
3610             InsertNewInstBefore(NewShift, I);
3611
3612             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
3613                                           NewRHS);
3614           }
3615         }
3616       }
3617     }
3618
3619     // If this is a shift of a shift, see if we can fold the two together...
3620     if (ShiftInst *Op0SI = dyn_cast<ShiftInst>(Op0))
3621       if (ConstantUInt *ShiftAmt1C =
3622                                  dyn_cast<ConstantUInt>(Op0SI->getOperand(1))) {
3623         unsigned ShiftAmt1 = (unsigned)ShiftAmt1C->getValue();
3624         unsigned ShiftAmt2 = (unsigned)CUI->getValue();
3625
3626         // Check for (A << c1) << c2   and   (A >> c1) >> c2
3627         if (I.getOpcode() == Op0SI->getOpcode()) {
3628           unsigned Amt = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift...
3629           if (Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits() < Amt)
3630             Amt = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
3631           return new ShiftInst(I.getOpcode(), Op0SI->getOperand(0),
3632                                ConstantUInt::get(Type::UByteTy, Amt));
3633         }
3634
3635         // Check for (A << c1) >> c2 or visaversa.  If we are dealing with
3636         // signed types, we can only support the (A >> c1) << c2 configuration,
3637         // because it can not turn an arbitrary bit of A into a sign bit.
3638         if (I.getType()->isUnsigned() || isLeftShift) {
3639           // Calculate bitmask for what gets shifted off the edge...
3640           Constant *C = ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType());
3641           if (isLeftShift)
3642             C = ConstantExpr::getShl(C, ShiftAmt1C);
3643           else
3644             C = ConstantExpr::getShr(C, ShiftAmt1C);
3645
3646           Instruction *Mask =
3647             BinaryOperator::createAnd(Op0SI->getOperand(0), C,
3648                                       Op0SI->getOperand(0)->getName()+".mask");
3649           InsertNewInstBefore(Mask, I);
3650
3651           // Figure out what flavor of shift we should use...
3652           if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2)
3653             return ReplaceInstUsesWith(I, Mask);  // (A << c) >> c  === A & c2
3654           else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
3655             return new ShiftInst(I.getOpcode(), Mask,
3656                          ConstantUInt::get(Type::UByteTy, ShiftAmt2-ShiftAmt1));
3657           } else {
3658             return new ShiftInst(Op0SI->getOpcode(), Mask,
3659                          ConstantUInt::get(Type::UByteTy, ShiftAmt1-ShiftAmt2));
3660           }
3661         } else {
3662           // We can handle signed (X << C1) >> C2 if it's a sign extend.  In
3663           // this case, C1 == C2 and C1 is 8, 16, or 32.
3664           if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
3665             const Type *SExtType = 0;
3666             switch (ShiftAmt1) {
3667             case 8 : SExtType = Type::SByteTy; break;
3668             case 16: SExtType = Type::ShortTy; break;
3669             case 32: SExtType = Type::IntTy; break;
3670             }
3671
3672             if (SExtType) {
3673               Instruction *NewTrunc = new CastInst(Op0SI->getOperand(0),
3674                                                    SExtType, "sext");
3675               InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
3676               return new CastInst(NewTrunc, I.getType());
3677             }
3678           }
3679         }
3680       }
3681   }
3682
3683   return 0;
3684 }
3685
3686 enum CastType {
3687   Noop     = 0,
3688   Truncate = 1,
3689   Signext  = 2,
3690   Zeroext  = 3
3691 };
3692
3693 /// getCastType - In the future, we will split the cast instruction into these
3694 /// various types.  Until then, we have to do the analysis here.
3695 static CastType getCastType(const Type *Src, const Type *Dest) {
3696   assert(Src->isIntegral() && Dest->isIntegral() &&
3697          "Only works on integral types!");
3698   unsigned SrcSize = Src->getPrimitiveSizeInBits();
3699   unsigned DestSize = Dest->getPrimitiveSizeInBits();
3700
3701   if (SrcSize == DestSize) return Noop;
3702   if (SrcSize > DestSize)  return Truncate;
3703   if (Src->isSigned()) return Signext;
3704   return Zeroext;
3705 }
3706
3707
3708 // isEliminableCastOfCast - Return true if it is valid to eliminate the CI
3709 // instruction.
3710 //
3711 static inline bool isEliminableCastOfCast(const Type *SrcTy, const Type *MidTy,
3712                                           const Type *DstTy, TargetData *TD) {
3713
3714   // It is legal to eliminate the instruction if casting A->B->A if the sizes
3715   // are identical and the bits don't get reinterpreted (for example
3716   // int->float->int would not be allowed).
3717   if (SrcTy == DstTy && SrcTy->isLosslesslyConvertibleTo(MidTy))
3718     return true;
3719
3720   // If we are casting between pointer and integer types, treat pointers as
3721   // integers of the appropriate size for the code below.
3722   if (isa<PointerType>(SrcTy)) SrcTy = TD->getIntPtrType();
3723   if (isa<PointerType>(MidTy)) MidTy = TD->getIntPtrType();
3724   if (isa<PointerType>(DstTy)) DstTy = TD->getIntPtrType();
3725
3726   // Allow free casting and conversion of sizes as long as the sign doesn't
3727   // change...
3728   if (SrcTy->isIntegral() && MidTy->isIntegral() && DstTy->isIntegral()) {
3729     CastType FirstCast = getCastType(SrcTy, MidTy);
3730     CastType SecondCast = getCastType(MidTy, DstTy);
3731
3732     // Capture the effect of these two casts.  If the result is a legal cast,
3733     // the CastType is stored here, otherwise a special code is used.
3734     static const unsigned CastResult[] = {
3735       // First cast is noop
3736       0, 1, 2, 3,
3737       // First cast is a truncate
3738       1, 1, 4, 4,         // trunc->extend is not safe to eliminate
3739       // First cast is a sign ext
3740       2, 5, 2, 4,         // signext->zeroext never ok
3741       // First cast is a zero ext
3742       3, 5, 3, 3,
3743     };
3744
3745     unsigned Result = CastResult[FirstCast*4+SecondCast];
3746     switch (Result) {
3747     default: assert(0 && "Illegal table value!");
3748     case 0:
3749     case 1:
3750     case 2:
3751     case 3:
3752       // FIXME: in the future, when LLVM has explicit sign/zeroextends and
3753       // truncates, we could eliminate more casts.
3754       return (unsigned)getCastType(SrcTy, DstTy) == Result;
3755     case 4:
3756       return false;  // Not possible to eliminate this here.
3757     case 5:
3758       // Sign or zero extend followed by truncate is always ok if the result
3759       // is a truncate or noop.
3760       CastType ResultCast = getCastType(SrcTy, DstTy);
3761       if (ResultCast == Noop || ResultCast == Truncate)
3762         return true;
3763       // Otherwise we are still growing the value, we are only safe if the
3764       // result will match the sign/zeroextendness of the result.
3765       return ResultCast == FirstCast;
3766     }
3767   }
3768   return false;
3769 }
3770
3771 static bool ValueRequiresCast(const Value *V, const Type *Ty, TargetData *TD) {
3772   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
3773   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
3774     if (isEliminableCastOfCast(CI->getOperand(0)->getType(), CI->getType(), Ty,
3775                                TD))
3776       return false;
3777   return true;
3778 }
3779
3780 /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
3781 /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
3782 /// casts that are known to not do anything...
3783 ///
3784 Value *InstCombiner::InsertOperandCastBefore(Value *V, const Type *DestTy,
3785                                              Instruction *InsertBefore) {
3786   if (V->getType() == DestTy) return V;
3787   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
3788     return ConstantExpr::getCast(C, DestTy);
3789
3790   CastInst *CI = new CastInst(V, DestTy, V->getName());
3791   InsertNewInstBefore(CI, *InsertBefore);
3792   return CI;
3793 }
3794
3795 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
3796 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
3797 /// X*Scale+Offset.
3798 ///
3799 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
3800                                         unsigned &Offset) {
3801   assert(Val->getType() == Type::UIntTy && "Unexpected allocation size type!");
3802   if (ConstantUInt *CI = dyn_cast<ConstantUInt>(Val)) {
3803     Offset = CI->getValue();
3804     Scale  = 1;
3805     return ConstantUInt::get(Type::UIntTy, 0);
3806   } else if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Val)) {
3807     if (I->getNumOperands() == 2) {
3808       if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(I->getOperand(1))) {
3809         if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
3810           // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
3811           Scale = 1U << CUI->getValue();
3812           Offset = 0;
3813           return I->getOperand(0);
3814         } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
3815           // This value is scaled by 'CUI'.
3816           Scale = CUI->getValue();
3817           Offset = 0;
3818           return I->getOperand(0);
3819         } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
3820           // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, where C1 is
3821           // divisible by C2.
3822           unsigned SubScale;
3823           Value *SubVal = DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale,
3824                                                     Offset);
3825           Offset += CUI->getValue();
3826           if (SubScale > 1 && (Offset % SubScale == 0)) {
3827             Scale = SubScale;
3828             return SubVal;
3829           }
3830         }
3831       }
3832     }
3833   }
3834
3835   // Otherwise, we can't look past this.
3836   Scale = 1;
3837   Offset = 0;
3838   return Val;
3839 }
3840
3841
3842 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
3843 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
3844 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(CastInst &CI,
3845                                                    AllocationInst &AI) {
3846   const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(CI.getType());
3847   if (!PTy) return 0;   // Not casting the allocation to a pointer type.
3848
3849   // Remove any uses of AI that are dead.
3850   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
3851   std::vector<Instruction*> DeadUsers;
3852   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
3853     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
3854     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
3855       while (UI != E && *UI == User)
3856         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
3857
3858       // Add operands to the worklist.
3859       AddUsesToWorkList(*User);
3860       ++NumDeadInst;
3861       DEBUG(std::cerr << "IC: DCE: " << *User);
3862
3863       User->eraseFromParent();
3864       removeFromWorkList(User);
3865     }
3866   }
3867
3868   // Get the type really allocated and the type casted to.
3869   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
3870   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
3871   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
3872
3873   unsigned AllocElTyAlign = TD->getTypeSize(AllocElTy);
3874   unsigned CastElTyAlign = TD->getTypeSize(CastElTy);
3875   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
3876
3877   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
3878   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
3879   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
3880   if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
3881
3882   uint64_t AllocElTySize = TD->getTypeSize(AllocElTy);
3883   uint64_t CastElTySize = TD->getTypeSize(CastElTy);
3884   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
3885
3886   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
3887   // size argument.
3888   unsigned ArraySizeScale, ArrayOffset;
3889   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
3890     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
3891
3892   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
3893   // do the xform.
3894   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
3895       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
3896
3897   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
3898   Value *Amt = 0;
3899   if (Scale == 1) {
3900     Amt = NumElements;
3901   } else {
3902     Amt = ConstantUInt::get(Type::UIntTy, Scale);
3903     if (ConstantUInt *CI = dyn_cast<ConstantUInt>(NumElements))
3904       Amt = ConstantExpr::getMul(CI, cast<ConstantUInt>(Amt));
3905     else if (Scale != 1) {
3906       Instruction *Tmp = BinaryOperator::createMul(Amt, NumElements, "tmp");
3907       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
3908     }
3909   }
3910
3911   if (unsigned Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
3912     Value *Off = ConstantUInt::get(Type::UIntTy, Offset);
3913     Instruction *Tmp = BinaryOperator::createAdd(Amt, Off, "tmp");
3914     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
3915   }
3916
3917   std::string Name = AI.getName(); AI.setName("");
3918   AllocationInst *New;
3919   if (isa<MallocInst>(AI))
3920     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, Name);
3921   else
3922     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, Name);
3923   InsertNewInstBefore(New, AI);
3924
3925   // If the allocation has multiple uses, insert a cast and change all things
3926   // that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it will
3927   // die soon.
3928   if (!AI.hasOneUse()) {
3929     AddUsesToWorkList(AI);
3930     CastInst *NewCast = new CastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
3931     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
3932     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
3933   }
3934   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
3935 }
3936
3937
3938 // CastInst simplification
3939 //
3940 Instruction *InstCombiner::visitCastInst(CastInst &CI) {
3941   Value *Src = CI.getOperand(0);
3942
3943   // If the user is casting a value to the same type, eliminate this cast
3944   // instruction...
3945   if (CI.getType() == Src->getType())
3946     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
3947
3948   if (isa<UndefValue>(Src))   // cast undef -> undef
3949     return ReplaceInstUsesWith(CI, UndefValue::get(CI.getType()));
3950
3951   // If casting the result of another cast instruction, try to eliminate this
3952   // one!
3953   //
3954   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
3955     Value *A = CSrc->getOperand(0);
3956     if (isEliminableCastOfCast(A->getType(), CSrc->getType(),
3957                                CI.getType(), TD)) {
3958       // This instruction now refers directly to the cast's src operand.  This
3959       // has a good chance of making CSrc dead.
3960       CI.setOperand(0, CSrc->getOperand(0));
3961       return &CI;
3962     }
3963
3964     // If this is an A->B->A cast, and we are dealing with integral types, try
3965     // to convert this into a logical 'and' instruction.
3966     //
3967     if (A->getType()->isInteger() &&
3968         CI.getType()->isInteger() && CSrc->getType()->isInteger() &&
3969         CSrc->getType()->isUnsigned() &&   // B->A cast must zero extend
3970         CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
3971                     CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits()&&
3972         A->getType()->getPrimitiveSizeInBits() ==
3973               CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
3974       assert(CSrc->getType() != Type::ULongTy &&
3975              "Cannot have type bigger than ulong!");
3976       uint64_t AndValue = ~0ULL>>(64-CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
3977       Constant *AndOp = ConstantUInt::get(A->getType()->getUnsignedVersion(),
3978                                           AndValue);
3979       AndOp = ConstantExpr::getCast(AndOp, A->getType());
3980       Instruction *And = BinaryOperator::createAnd(CSrc->getOperand(0), AndOp);
3981       if (And->getType() != CI.getType()) {
3982         And->setName(CSrc->getName()+".mask");
3983         InsertNewInstBefore(And, CI);
3984         And = new CastInst(And, CI.getType());
3985       }
3986       return And;
3987     }
3988   }
3989
3990   // If this is a cast to bool, turn it into the appropriate setne instruction.
3991   if (CI.getType() == Type::BoolTy)
3992     return BinaryOperator::createSetNE(CI.getOperand(0),
3993                        Constant::getNullValue(CI.getOperand(0)->getType()));
3994
3995   // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
3996   // this into a cast of the original pointer!
3997   //
3998   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
3999     bool AllZeroOperands = true;
4000     for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i)
4001       if (!isa<Constant>(GEP->getOperand(i)) ||
4002           !cast<Constant>(GEP->getOperand(i))->isNullValue()) {
4003         AllZeroOperands = false;
4004         break;
4005       }
4006     if (AllZeroOperands) {
4007       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
4008       return &CI;
4009     }
4010   }
4011
4012   // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
4013   // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
4014   //
4015   if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
4016     if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
4017       return V;
4018
4019   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
4020     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
4021       return NV;
4022   if (isa<PHINode>(Src))
4023     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
4024       return NV;
4025
4026   // If the source value is an instruction with only this use, we can attempt to
4027   // propagate the cast into the instruction.  Also, only handle integral types
4028   // for now.
4029   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src))
4030     if (SrcI->hasOneUse() && Src->getType()->isIntegral() &&
4031         CI.getType()->isInteger()) {  // Don't mess with casts to bool here
4032       const Type *DestTy = CI.getType();
4033       unsigned SrcBitSize = Src->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
4034       unsigned DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
4035
4036       Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
4037       Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
4038
4039       switch (SrcI->getOpcode()) {
4040       case Instruction::Add:
4041       case Instruction::Mul:
4042       case Instruction::And:
4043       case Instruction::Or:
4044       case Instruction::Xor:
4045         // If we are discarding information, or just changing the sign, rewrite.
4046         if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
4047           // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow two
4048           // casts to be inserted if the sizes are the same.  This could only be
4049           // converting signedness, which is a noop.
4050           if (DestBitSize == SrcBitSize || !ValueRequiresCast(Op1, DestTy,TD) ||
4051               !ValueRequiresCast(Op0, DestTy, TD)) {
4052             Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Op0, DestTy, SrcI);
4053             Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(Op1, DestTy, SrcI);
4054             return BinaryOperator::create(cast<BinaryOperator>(SrcI)
4055                              ->getOpcode(), Op0c, Op1c);
4056           }
4057         }
4058
4059         // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
4060         if (SrcBitSize == 1 && SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
4061             Op1 == ConstantBool::True &&
4062             (!Op0->hasOneUse() || !isa<SetCondInst>(Op0))) {
4063           Value *New = InsertOperandCastBefore(Op0, DestTy, &CI);
4064           return BinaryOperator::createXor(New,
4065                                            ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
4066         }
4067         break;
4068       case Instruction::Shl:
4069         // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow changing
4070         // the size of the shift, UNLESS the shift amount is a constant.  We
4071         // mush not change variable sized shifts to a smaller size, because it
4072         // is undefined to shift more bits out than exist in the value.
4073         if (DestBitSize == SrcBitSize ||
4074             (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
4075           Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Op0, DestTy, SrcI);
4076           return new ShiftInst(Instruction::Shl, Op0c, Op1);
4077         }
4078         break;
4079       case Instruction::Shr:
4080         // If this is a signed shr, and if all bits shifted in are about to be
4081         // truncated off, turn it into an unsigned shr to allow greater
4082         // simplifications.
4083         if (DestBitSize < SrcBitSize && Src->getType()->isSigned() &&
4084             isa<ConstantInt>(Op1)) {
4085           unsigned ShiftAmt = cast<ConstantUInt>(Op1)->getValue();
4086           if (SrcBitSize > ShiftAmt && SrcBitSize-ShiftAmt >= DestBitSize) {
4087             // Convert to unsigned.
4088             Value *N1 = InsertOperandCastBefore(Op0,
4089                                      Op0->getType()->getUnsignedVersion(), &CI);
4090             // Insert the new shift, which is now unsigned.
4091             N1 = InsertNewInstBefore(new ShiftInst(Instruction::Shr, N1,
4092                                                    Op1, Src->getName()), CI);
4093             return new CastInst(N1, CI.getType());
4094           }
4095         }
4096         break;
4097
4098       case Instruction::SetNE:
4099         if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4100           if (Op1C->getRawValue() == 0) {
4101             // If the input only has the low bit set, simplify directly.
4102             Constant *Not1 =
4103               ConstantExpr::getNot(ConstantInt::get(Op0->getType(), 1));
4104             // cast (X != 0) to int  --> X if X&~1 == 0
4105             if (MaskedValueIsZero(Op0, cast<ConstantIntegral>(Not1))) {
4106               if (CI.getType() == Op0->getType())
4107                 return ReplaceInstUsesWith(CI, Op0);
4108               else
4109                 return new CastInst(Op0, CI.getType());
4110             }
4111
4112             // If the input is an and with a single bit, shift then simplify.
4113             ConstantInt *AndRHS;
4114             if (match(Op0, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(AndRHS))))
4115               if (AndRHS->getRawValue() &&
4116                   (AndRHS->getRawValue() & (AndRHS->getRawValue()-1)) == 0) {
4117                 unsigned ShiftAmt = Log2_64(AndRHS->getRawValue());
4118                 // Perform an unsigned shr by shiftamt.  Convert input to
4119                 // unsigned if it is signed.
4120                 Value *In = Op0;
4121                 if (In->getType()->isSigned())
4122                   In = InsertNewInstBefore(new CastInst(In,
4123                         In->getType()->getUnsignedVersion(), In->getName()),CI);
4124                 // Insert the shift to put the result in the low bit.
4125                 In = InsertNewInstBefore(new ShiftInst(Instruction::Shr, In,
4126                                       ConstantInt::get(Type::UByteTy, ShiftAmt),
4127                                                    In->getName()+".lobit"), CI);
4128                 if (CI.getType() == In->getType())
4129                   return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
4130                 else
4131                   return new CastInst(In, CI.getType());
4132               }
4133           }
4134         }
4135         break;
4136       case Instruction::SetEQ:
4137         // We if we are just checking for a seteq of a single bit and casting it
4138         // to an integer.  If so, shift the bit to the appropriate place then
4139         // cast to integer to avoid the comparison.
4140         if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4141           // Is Op1C a power of two or zero?
4142           if ((Op1C->getRawValue() & Op1C->getRawValue()-1) == 0) {
4143             // cast (X == 1) to int -> X iff X has only the low bit set.
4144             if (Op1C->getRawValue() == 1) {
4145               Constant *Not1 =
4146                 ConstantExpr::getNot(ConstantInt::get(Op0->getType(), 1));
4147               if (MaskedValueIsZero(Op0, cast<ConstantIntegral>(Not1))) {
4148                 if (CI.getType() == Op0->getType())
4149                   return ReplaceInstUsesWith(CI, Op0);
4150                 else
4151                   return new CastInst(Op0, CI.getType());
4152               }
4153             }
4154           }
4155         }
4156         break;
4157       }
4158     }
4159
4160   return 0;
4161 }
4162
4163 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
4164 ///   %C = or %A, %B
4165 ///   %D = select %cond, %C, %A
4166 /// into:
4167 ///   %C = select %cond, %B, 0
4168 ///   %D = or %A, %C
4169 ///
4170 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
4171 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
4172 /// equal the other incoming value of the select.
4173 ///
4174 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
4175   switch (I->getOpcode()) {
4176   case Instruction::Add:
4177   case Instruction::Mul:
4178   case Instruction::And:
4179   case Instruction::Or:
4180   case Instruction::Xor:
4181     return 3;              // Can fold through either operand.
4182   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
4183   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
4184   case Instruction::Shr:
4185     return 1;
4186   default:
4187     return 0;              // Cannot fold
4188   }
4189 }
4190
4191 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
4192 /// function, return the identity constant that goes into the select.
4193 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
4194   switch (I->getOpcode()) {
4195   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
4196   case Instruction::Add:
4197   case Instruction::Sub:
4198   case Instruction::Or:
4199   case Instruction::Xor:
4200     return Constant::getNullValue(I->getType());
4201   case Instruction::Shl:
4202   case Instruction::Shr:
4203     return Constant::getNullValue(Type::UByteTy);
4204   case Instruction::And:
4205     return ConstantInt::getAllOnesValue(I->getType());
4206   case Instruction::Mul:
4207     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
4208   }
4209 }
4210
4211 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
4212 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
4213 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
4214                                           Instruction *FI) {
4215   if (TI->getNumOperands() == 1) {
4216     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
4217     // merge.
4218     if (TI->getOpcode() == Instruction::Cast) {
4219       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
4220         return 0;
4221     } else {
4222       return 0;  // unknown unary op.
4223     }
4224
4225     // Fold this by inserting a select from the input values.
4226     SelectInst *NewSI = new SelectInst(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
4227                                        FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
4228     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
4229     return new CastInst(NewSI, TI->getType());
4230   }
4231
4232   // Only handle binary operators here.
4233   if (!isa<ShiftInst>(TI) && !isa<BinaryOperator>(TI))
4234     return 0;
4235
4236   // Figure out if the operations have any operands in common.
4237   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
4238   bool MatchIsOpZero;
4239   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
4240     MatchOp  = TI->getOperand(0);
4241     OtherOpT = TI->getOperand(1);
4242     OtherOpF = FI->getOperand(1);
4243     MatchIsOpZero = true;
4244   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
4245     MatchOp  = TI->getOperand(1);
4246     OtherOpT = TI->getOperand(0);
4247     OtherOpF = FI->getOperand(0);
4248     MatchIsOpZero = false;
4249   } else if (!TI->isCommutative()) {
4250     return 0;
4251   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
4252     MatchOp  = TI->getOperand(0);
4253     OtherOpT = TI->getOperand(1);
4254     OtherOpF = FI->getOperand(0);
4255     MatchIsOpZero = true;
4256   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
4257     MatchOp  = TI->getOperand(1);
4258     OtherOpT = TI->getOperand(0);
4259     OtherOpF = FI->getOperand(1);
4260     MatchIsOpZero = true;
4261   } else {
4262     return 0;
4263   }
4264
4265   // If we reach here, they do have operations in common.
4266   SelectInst *NewSI = new SelectInst(SI.getCondition(), OtherOpT,
4267                                      OtherOpF, SI.getName()+".v");
4268   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
4269
4270   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
4271     if (MatchIsOpZero)
4272       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
4273     else
4274       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
4275   } else {
4276     if (MatchIsOpZero)
4277       return new ShiftInst(cast<ShiftInst>(TI)->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
4278     else
4279       return new ShiftInst(cast<ShiftInst>(TI)->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
4280   }
4281 }
4282
4283 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
4284   Value *CondVal = SI.getCondition();
4285   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
4286   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
4287
4288   // select true, X, Y  -> X
4289   // select false, X, Y -> Y
4290   if (ConstantBool *C = dyn_cast<ConstantBool>(CondVal))
4291     if (C == ConstantBool::True)
4292       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
4293     else {
4294       assert(C == ConstantBool::False);
4295       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
4296     }
4297
4298   // select C, X, X -> X
4299   if (TrueVal == FalseVal)
4300     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
4301
4302   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
4303     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
4304   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
4305     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
4306   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
4307     if (isa<Constant>(TrueVal))
4308       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
4309     else
4310       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
4311   }
4312
4313   if (SI.getType() == Type::BoolTy)
4314     if (ConstantBool *C = dyn_cast<ConstantBool>(TrueVal)) {
4315       if (C == ConstantBool::True) {
4316         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
4317         return BinaryOperator::createOr(CondVal, FalseVal);
4318       } else {
4319         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
4320         Value *NotCond =
4321           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
4322                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
4323         return BinaryOperator::createAnd(NotCond, FalseVal);
4324       }
4325     } else if (ConstantBool *C = dyn_cast<ConstantBool>(FalseVal)) {
4326       if (C == ConstantBool::False) {
4327         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
4328         return BinaryOperator::createAnd(CondVal, TrueVal);
4329       } else {
4330         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
4331         Value *NotCond =
4332           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
4333                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
4334         return BinaryOperator::createOr(NotCond, TrueVal);
4335       }
4336     }
4337
4338   // Selecting between two integer constants?
4339   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
4340     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
4341       // select C, 1, 0 -> cast C to int
4342       if (FalseValC->isNullValue() && TrueValC->getRawValue() == 1) {
4343         return new CastInst(CondVal, SI.getType());
4344       } else if (TrueValC->isNullValue() && FalseValC->getRawValue() == 1) {
4345         // select C, 0, 1 -> cast !C to int
4346         Value *NotCond =
4347           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
4348                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
4349         return new CastInst(NotCond, SI.getType());
4350       }
4351
4352       // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
4353       // have a setcc instruction with zero, and we have an 'and' with the
4354       // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
4355       // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
4356       if (TrueValC->isNullValue() || FalseValC->isNullValue())
4357         if (Instruction *IC = dyn_cast<Instruction>(SI.getCondition()))
4358           if ((IC->getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
4359                IC->getOpcode() == Instruction::SetNE) &&
4360               isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
4361               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
4362             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
4363               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
4364                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
4365                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
4366                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
4367                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
4368                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
4369                 // know whether we have a setne or seteq and whether the true or
4370                 // false val is the zero.
4371                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isNullValue();
4372                 ShouldNotVal ^= IC->getOpcode() == Instruction::SetNE;
4373                 Value *V = ICA;
4374                 if (ShouldNotVal)
4375                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::create(
4376                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
4377                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
4378               }
4379     }
4380
4381   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
4382   if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(CondVal)) {
4383     if (SCI->getOperand(0) == TrueVal && SCI->getOperand(1) == FalseVal) {
4384       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
4385       if (SCI->getOpcode() == Instruction::SetEQ)
4386         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
4387       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
4388       if (SCI->getOpcode() == Instruction::SetNE)
4389         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
4390       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
4391
4392     } else if (SCI->getOperand(0) == FalseVal && SCI->getOperand(1) == TrueVal){
4393       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
4394       if (SCI->getOpcode() == Instruction::SetEQ)
4395         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
4396       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
4397       if (SCI->getOpcode() == Instruction::SetNE)
4398         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
4399       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
4400     }
4401   }
4402
4403   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
4404     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
4405       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
4406         bool isInverse = false;
4407         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
4408
4409         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
4410         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
4411           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
4412             return IV;
4413
4414         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
4415         // even legal for FP.
4416         if (TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
4417             FI->getOpcode() == Instruction::Add) {
4418           AddOp = FI; SubOp = TI;
4419         } else if (FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
4420                    TI->getOpcode() == Instruction::Add) {
4421           AddOp = TI; SubOp = FI;
4422         }
4423
4424         if (AddOp) {
4425           Value *OtherAddOp = 0;
4426           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
4427             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
4428           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
4429             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
4430           }
4431
4432           if (OtherAddOp) {
4433             // So at this point we know we have:
4434             //        select C, (add X, Y), (sub X, ?)
4435             // We can do the transform profitably if either 'Y' = '?' or '?' is
4436             // a constant.
4437             if (SubOp->getOperand(1) == AddOp ||
4438                 isa<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
4439               Value *NegVal;
4440               if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
4441                 NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
4442               } else {
4443                 NegVal = InsertNewInstBefore(
4444                            BinaryOperator::createNeg(SubOp->getOperand(1)), SI);
4445               }
4446
4447               Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
4448               Value *NewFalseOp = NegVal;
4449               if (AddOp != TI)
4450                 std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
4451               Instruction *NewSel =
4452                 new SelectInst(CondVal, NewTrueOp,NewFalseOp,SI.getName()+".p");
4453
4454               NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
4455               return BinaryOperator::createAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
4456             }
4457           }
4458         }
4459       }
4460
4461   // See if we can fold the select into one of our operands.
4462   if (SI.getType()->isInteger()) {
4463     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
4464     // transformation we are doing here.
4465     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
4466       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
4467           !isa<Constant>(FalseVal))
4468         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
4469           unsigned OpToFold = 0;
4470           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
4471             OpToFold = 1;
4472           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
4473             OpToFold = 2;
4474           }
4475
4476           if (OpToFold) {
4477             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
4478             std::string Name = TVI->getName(); TVI->setName("");
4479             Instruction *NewSel =
4480               new SelectInst(SI.getCondition(), TVI->getOperand(2-OpToFold), C,
4481                              Name);
4482             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
4483             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
4484               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
4485             else if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(TVI))
4486               return new ShiftInst(SI->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
4487             else {
4488               assert(0 && "Unknown instruction!!");
4489             }
4490           }
4491         }
4492
4493     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
4494       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
4495           !isa<Constant>(TrueVal))
4496         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
4497           unsigned OpToFold = 0;
4498           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
4499             OpToFold = 1;
4500           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
4501             OpToFold = 2;
4502           }
4503
4504           if (OpToFold) {
4505             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
4506             std::string Name = FVI->getName(); FVI->setName("");
4507             Instruction *NewSel =
4508               new SelectInst(SI.getCondition(), C, FVI->getOperand(2-OpToFold),
4509                              Name);
4510             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
4511             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
4512               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
4513             else if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(FVI))
4514               return new ShiftInst(SI->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
4515             else {
4516               assert(0 && "Unknown instruction!!");
4517             }
4518           }
4519         }
4520   }
4521
4522   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
4523     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
4524     SI.setOperand(1, FalseVal);
4525     SI.setOperand(2, TrueVal);
4526     return &SI;
4527   }
4528
4529   return 0;
4530 }
4531
4532
4533 // CallInst simplification
4534 //
4535 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
4536   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
4537   // visitCallSite.
4538   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(&CI)) {
4539     bool Changed = false;
4540
4541     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
4542     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
4543       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
4544
4545       // FIXME: Increase alignment here.
4546
4547       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
4548         if (CI->getRawValue() == 1) {
4549           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
4550           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
4551           // alignment is sufficient.
4552         }
4553     }
4554
4555     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
4556     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
4557     // into a call to memcpy.
4558     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI))
4559       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
4560         if (GVSrc->isConstant()) {
4561           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
4562           Function *MemCpy = M->getOrInsertFunction("llvm.memcpy",
4563                                      CI.getCalledFunction()->getFunctionType());
4564           CI.setOperand(0, MemCpy);
4565           Changed = true;
4566         }
4567
4568     if (Changed) return &CI;
4569   } else if (DbgStopPointInst *SPI = dyn_cast<DbgStopPointInst>(&CI)) {
4570     // If this stoppoint is at the same source location as the previous
4571     // stoppoint in the chain, it is not needed.
4572     if (DbgStopPointInst *PrevSPI =
4573         dyn_cast<DbgStopPointInst>(SPI->getChain()))
4574       if (SPI->getLineNo() == PrevSPI->getLineNo() &&
4575           SPI->getColNo() == PrevSPI->getColNo()) {
4576         SPI->replaceAllUsesWith(PrevSPI);
4577         return EraseInstFromFunction(CI);
4578       }
4579   }
4580
4581   return visitCallSite(&CI);
4582 }
4583
4584 // InvokeInst simplification
4585 //
4586 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
4587   return visitCallSite(&II);
4588 }
4589
4590 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
4591 //
4592 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
4593   bool Changed = false;
4594
4595   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
4596   // to the arguments of the call/invoke.
4597   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
4598
4599   Value *Callee = CS.getCalledValue();
4600
4601   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
4602     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
4603       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
4604       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
4605       // be unreachable, as the call is undefined.
4606       new StoreInst(ConstantBool::True,
4607                     UndefValue::get(PointerType::get(Type::BoolTy)), OldCall);
4608       if (!OldCall->use_empty())
4609         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
4610       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
4611         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
4612       return 0;
4613     }
4614
4615   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
4616     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
4617     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
4618     // that we can't modify the CFG here.
4619     new StoreInst(ConstantBool::True,
4620                   UndefValue::get(PointerType::get(Type::BoolTy)),
4621                   CS.getInstruction());
4622
4623     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
4624       CS.getInstruction()->
4625         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
4626
4627     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
4628       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
4629       new BranchInst(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
4630                      ConstantBool::True, II);
4631     }
4632     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
4633   }
4634
4635   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
4636   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
4637   if (FTy->isVarArg()) {
4638     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
4639     // the call.
4640     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
4641            E = CS.arg_end(); I != E; ++I)
4642       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I)) {
4643         // If this cast does not effect the value passed through the varargs
4644         // area, we can eliminate the use of the cast.
4645         Value *Op = CI->getOperand(0);
4646         if (CI->getType()->isLosslesslyConvertibleTo(Op->getType())) {
4647           *I = Op;
4648           Changed = true;
4649         }
4650       }
4651   }
4652
4653   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
4654 }
4655
4656 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
4657 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
4658 //
4659 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
4660   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
4661   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
4662   if (CE->getOpcode() != Instruction::Cast || !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
4663     return false;
4664   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
4665   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
4666
4667   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
4668   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
4669   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
4670   //
4671   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
4672   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
4673
4674   // Check to see if we are changing the return type...
4675   if (OldRetTy != FT->getReturnType()) {
4676     if (Callee->isExternal() &&
4677         !OldRetTy->isLosslesslyConvertibleTo(FT->getReturnType()) &&
4678         !Caller->use_empty())
4679       return false;   // Cannot transform this return value...
4680
4681     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
4682     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
4683     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
4684     // the critical edge).  Bail out in this case.
4685     if (!Caller->use_empty())
4686       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
4687         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
4688              UI != E; ++UI)
4689           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
4690             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
4691                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
4692               return false;
4693   }
4694
4695   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
4696   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
4697
4698   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
4699   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
4700     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
4701     bool isConvertible = (*AI)->getType()->isLosslesslyConvertibleTo(ParamTy);
4702     if (Callee->isExternal() && !isConvertible) return false;
4703   }
4704
4705   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
4706       Callee->isExternal())
4707     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body...
4708
4709   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
4710   // inserting cast instructions as necessary...
4711   std::vector<Value*> Args;
4712   Args.reserve(NumActualArgs);
4713
4714   AI = CS.arg_begin();
4715   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
4716     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
4717     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
4718       Args.push_back(*AI);
4719     } else {
4720       Args.push_back(InsertNewInstBefore(new CastInst(*AI, ParamTy, "tmp"),
4721                                          *Caller));
4722     }
4723   }
4724
4725   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
4726   // now...
4727   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
4728     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
4729
4730   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
4731   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs)
4732     if (!FT->isVarArg()) {
4733       std::cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
4734                 << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
4735     } else {
4736       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
4737       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
4738         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
4739         if (PTy != (*AI)->getType()) {
4740           // Must promote to pass through va_arg area!
4741           Instruction *Cast = new CastInst(*AI, PTy, "tmp");
4742           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
4743           Args.push_back(Cast);
4744         } else {
4745           Args.push_back(*AI);
4746         }
4747       }
4748     }
4749
4750   if (FT->getReturnType() == Type::VoidTy)
4751     Caller->setName("");   // Void type should not have a name...
4752
4753   Instruction *NC;
4754   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
4755     NC = new InvokeInst(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
4756                         Args, Caller->getName(), Caller);
4757     cast<InvokeInst>(II)->setCallingConv(II->getCallingConv());
4758   } else {
4759     NC = new CallInst(Callee, Args, Caller->getName(), Caller);
4760     if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
4761       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
4762    cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
4763   }
4764
4765   // Insert a cast of the return type as necessary...
4766   Value *NV = NC;
4767   if (Caller->getType() != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
4768     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
4769       NV = NC = new CastInst(NC, Caller->getType(), "tmp");
4770
4771       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
4772       // non-phi, instruction in the normal successor block.
4773       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
4774         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->begin();
4775         while (isa<PHINode>(I)) ++I;
4776         InsertNewInstBefore(NC, *I);
4777       } else {
4778         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
4779         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
4780       }
4781       AddUsersToWorkList(*Caller);
4782     } else {
4783       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
4784     }
4785   }
4786
4787   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
4788     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
4789   Caller->getParent()->getInstList().erase(Caller);
4790   removeFromWorkList(Caller);
4791   return true;
4792 }
4793
4794
4795 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
4796 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
4797 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
4798 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
4799   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
4800
4801   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
4802   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
4803   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
4804   // code size and simplifying code.
4805   Constant *ConstantOp = 0;
4806   const Type *CastSrcTy = 0;
4807   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
4808     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
4809   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<ShiftInst>(FirstInst)) {
4810     // Can fold binop or shift if the RHS is a constant.
4811     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
4812     if (ConstantOp == 0) return 0;
4813   } else {
4814     return 0;  // Cannot fold this operation.
4815   }
4816
4817   // Check to see if all arguments are the same operation.
4818   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
4819     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
4820     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
4821     if (!I->hasOneUse() || I->getOpcode() != FirstInst->getOpcode())
4822       return 0;
4823     if (CastSrcTy) {
4824       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
4825         return 0;  // Cast operation must match.
4826     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
4827       return 0;
4828     }
4829   }
4830
4831   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
4832   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
4833   PHINode *NewPN = new PHINode(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
4834                                PN.getName()+".in");
4835   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
4836
4837   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
4838   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
4839
4840   // Add all operands to the new PHI.
4841   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
4842     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
4843     if (NewInVal != InVal)
4844       InVal = 0;
4845     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
4846   }
4847
4848   Value *PhiVal;
4849   if (InVal) {
4850     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
4851     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
4852     PhiVal = InVal;
4853     delete NewPN;
4854   } else {
4855     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
4856     PhiVal = NewPN;
4857   }
4858
4859   // Insert and return the new operation.
4860   if (isa<CastInst>(FirstInst))
4861     return new CastInst(PhiVal, PN.getType());
4862   else if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
4863     return BinaryOperator::create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
4864   else
4865     return new ShiftInst(cast<ShiftInst>(FirstInst)->getOpcode(),
4866                          PhiVal, ConstantOp);
4867 }
4868
4869 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
4870 /// that is dead.
4871 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN, std::set<PHINode*> &PotentiallyDeadPHIs) {
4872   if (PN->use_empty()) return true;
4873   if (!PN->hasOneUse()) return false;
4874
4875   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
4876   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN).second)
4877     return true;
4878
4879   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
4880     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
4881
4882   return false;
4883 }
4884
4885 // PHINode simplification
4886 //
4887 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
4888   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
4889     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
4890
4891   // If the only user of this instruction is a cast instruction, and all of the
4892   // incoming values are constants, change this PHI to merge together the casted
4893   // constants.
4894   if (PN.hasOneUse())
4895     if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(PN.use_back()))
4896       if (CI->getType() != PN.getType()) {  // noop casts will be folded
4897         bool AllConstant = true;
4898         for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
4899           if (!isa<Constant>(PN.getIncomingValue(i))) {
4900             AllConstant = false;
4901             break;
4902           }
4903         if (AllConstant) {
4904           // Make a new PHI with all casted values.
4905           PHINode *New = new PHINode(CI->getType(), PN.getName(), &PN);
4906           for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
4907             Constant *OldArg = cast<Constant>(PN.getIncomingValue(i));
4908             New->addIncoming(ConstantExpr::getCast(OldArg, New->getType()),
4909                              PN.getIncomingBlock(i));
4910           }
4911
4912           // Update the cast instruction.
4913           CI->setOperand(0, New);
4914           WorkList.push_back(CI);    // revisit the cast instruction to fold.
4915           WorkList.push_back(New);   // Make sure to revisit the new Phi
4916           return &PN;                // PN is now dead!
4917         }
4918       }
4919
4920   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
4921   // reducing code size.
4922   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
4923       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
4924     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
4925       return Result;
4926
4927   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
4928   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
4929   // PHI)... break the cycle.
4930   if (PN.hasOneUse())
4931     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN.use_back())) {
4932       std::set<PHINode*> PotentiallyDeadPHIs;
4933       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
4934       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
4935         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
4936     }
4937
4938   return 0;
4939 }
4940
4941 static Value *InsertSignExtendToPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
4942                                       Instruction *InsertPoint,
4943                                       InstCombiner *IC) {
4944   unsigned PS = IC->getTargetData().getPointerSize();
4945   const Type *VTy = V->getType();
4946   if (!VTy->isSigned() && VTy->getPrimitiveSize() < PS)
4947     // We must insert a cast to ensure we sign-extend.
4948     V = IC->InsertNewInstBefore(new CastInst(V, VTy->getSignedVersion(),
4949                                              V->getName()), *InsertPoint);
4950   return IC->InsertNewInstBefore(new CastInst(V, DTy, V->getName()),
4951                                  *InsertPoint);
4952 }
4953
4954
4955 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
4956   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
4957   // Is it 'getelementptr %P, long 0'  or 'getelementptr %P'
4958   // If so, eliminate the noop.
4959   if (GEP.getNumOperands() == 1)
4960     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
4961
4962   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
4963     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
4964
4965   bool HasZeroPointerIndex = false;
4966   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
4967     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
4968
4969   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
4970     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
4971
4972   // Eliminate unneeded casts for indices.
4973   bool MadeChange = false;
4974   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
4975   for (unsigned i = 1, e = GEP.getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI)
4976     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
4977       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(GEP.getOperand(i))) {
4978         Value *Src = CI->getOperand(0);
4979         const Type *SrcTy = Src->getType();
4980         const Type *DestTy = CI->getType();
4981         if (Src->getType()->isInteger()) {
4982           if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() ==
4983                        DestTy->getPrimitiveSizeInBits()) {
4984             // We can always eliminate a cast from ulong or long to the other.
4985             // We can always eliminate a cast from uint to int or the other on
4986             // 32-bit pointer platforms.
4987             if (DestTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()){
4988               MadeChange = true;
4989               GEP.setOperand(i, Src);
4990             }
4991           } else if (SrcTy->getPrimitiveSize() < DestTy->getPrimitiveSize() &&
4992                      SrcTy->getPrimitiveSize() == 4) {
4993             // We can always eliminate a cast from int to [u]long.  We can
4994             // eliminate a cast from uint to [u]long iff the target is a 32-bit
4995             // pointer target.
4996             if (SrcTy->isSigned() ||
4997                 SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
4998               MadeChange = true;
4999               GEP.setOperand(i, Src);
5000             }
5001           }
5002         }
5003       }
5004       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
5005       // to what we need.  If the incoming value needs a cast instruction,
5006       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
5007       // obvious.
5008       Value *Op = GEP.getOperand(i);
5009       if (Op->getType()->getPrimitiveSize() > TD->getPointerSize())
5010         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
5011           GEP.setOperand(i, ConstantExpr::getCast(C,
5012                                      TD->getIntPtrType()->getSignedVersion()));
5013           MadeChange = true;
5014         } else {
5015           Op = InsertNewInstBefore(new CastInst(Op, TD->getIntPtrType(),
5016                                                 Op->getName()), GEP);
5017           GEP.setOperand(i, Op);
5018           MadeChange = true;
5019         }
5020
5021       // If this is a constant idx, make sure to canonicalize it to be a signed
5022       // operand, otherwise CSE and other optimizations are pessimized.
5023       if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(Op)) {
5024         GEP.setOperand(i, ConstantExpr::getCast(CUI,
5025                                           CUI->getType()->getSignedVersion()));
5026         MadeChange = true;
5027       }
5028     }
5029   if (MadeChange) return &GEP;
5030
5031   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
5032   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
5033   // getelementptr instructions into a single instruction.
5034   //
5035   std::vector<Value*> SrcGEPOperands;
5036   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
5037     SrcGEPOperands.assign(Src->op_begin(), Src->op_end());
5038
5039   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
5040     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
5041     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
5042     // avoids us creating a TON of code in some cases.
5043     //
5044     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
5045         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
5046       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
5047
5048     std::vector<Value *> Indices;
5049
5050     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
5051     bool EndsWithSequential = false;
5052     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
5053            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
5054       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
5055
5056     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
5057     if (EndsWithSequential) {
5058       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
5059       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
5060       //
5061       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
5062       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
5063         Sum = GO1;
5064       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
5065         Sum = SO1;
5066       } else {
5067         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
5068         // target's pointer size.
5069         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
5070           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
5071             SO1 = ConstantExpr::getCast(SO1C, GO1->getType());
5072           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
5073             GO1 = ConstantExpr::getCast(GO1C, SO1->getType());
5074           } else {
5075             unsigned PS = TD->getPointerSize();
5076             if (SO1->getType()->getPrimitiveSize() == PS) {
5077               // Convert GO1 to SO1's type.
5078               GO1 = InsertSignExtendToPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
5079
5080             } else if (GO1->getType()->getPrimitiveSize() == PS) {
5081               // Convert SO1 to GO1's type.
5082               SO1 = InsertSignExtendToPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
5083             } else {
5084               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
5085               SO1 = InsertSignExtendToPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
5086               GO1 = InsertSignExtendToPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
5087             }
5088           }
5089         }
5090         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
5091           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
5092         else {
5093           Sum = BinaryOperator::createAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
5094           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
5095         }
5096       }
5097
5098       // Recycle the GEP we already have if possible.
5099       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
5100         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
5101         GEP.setOperand(1, Sum);
5102         return &GEP;
5103       } else {
5104         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
5105                        SrcGEPOperands.end()-1);
5106         Indices.push_back(Sum);
5107         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
5108       }
5109     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
5110                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
5111                SrcGEPOperands.size() != 1) {
5112       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
5113       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
5114                      SrcGEPOperands.end());
5115       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
5116     }
5117
5118     if (!Indices.empty())
5119       return new GetElementPtrInst(SrcGEPOperands[0], Indices, GEP.getName());
5120
5121   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
5122     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
5123     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
5124
5125     // Scan for nonconstants...
5126     std::vector<Constant*> Indices;
5127     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
5128     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
5129       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
5130
5131     if (I == E) {  // If they are all constants...
5132       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV, Indices);
5133
5134       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
5135       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
5136     }
5137   } else if (Value *X = isCast(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
5138     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
5139       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
5140     } else if (HasZeroPointerIndex) {
5141       // transform: GEP (cast [10 x ubyte]* X to [0 x ubyte]*), long 0, ...
5142       // into     : GEP [10 x ubyte]* X, long 0, ...
5143       //
5144       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
5145       //
5146       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
5147       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
5148       if (const ArrayType *XATy =
5149           dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
5150         if (const ArrayType *CATy =
5151             dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
5152           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
5153             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
5154             // to an array of the same type as the destination pointer
5155             // array.  Because the array type is never stepped over (there
5156             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
5157             GEP.setOperand(0, X);
5158             return &GEP;
5159           }
5160     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
5161       // Transform things like:
5162       // %t = getelementptr ubyte* cast ([2 x int]* %str to uint*), uint %V
5163       // into:  %t1 = getelementptr [2 x int*]* %str, int 0, uint %V; cast
5164       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
5165       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
5166       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
5167           TD->getTypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
5168           TD->getTypeSize(ResElTy)) {
5169         Value *V = InsertNewInstBefore(
5170                new GetElementPtrInst(X, Constant::getNullValue(Type::IntTy),
5171                                      GEP.getOperand(1), GEP.getName()), GEP);
5172         return new CastInst(V, GEP.getType());
5173       }
5174
5175       // Transform things like:
5176       // getelementptr sbyte* cast ([100 x double]* X to sbyte*), int %tmp
5177       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
5178       // getelementptr [100 x double]* %arr, int 0, int %tmp.2
5179
5180       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
5181           (ResElTy == Type::SByteTy || ResElTy == Type::UByteTy)) {
5182         uint64_t ArrayEltSize =
5183             TD->getTypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
5184
5185         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
5186         // allow either a mul, shift, or constant here.
5187         Value *NewIdx = 0;
5188         ConstantInt *Scale = 0;
5189         if (ArrayEltSize == 1) {
5190           NewIdx = GEP.getOperand(1);
5191           Scale = ConstantInt::get(NewIdx->getType(), 1);
5192         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
5193           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
5194           Scale = CI;
5195         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
5196           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
5197               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
5198             unsigned ShAmt =cast<ConstantUInt>(Inst->getOperand(1))->getValue();
5199             if (Inst->getType()->isSigned())
5200               Scale = ConstantSInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmt);
5201             else
5202               Scale = ConstantUInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmt);
5203             NewIdx = Inst->getOperand(0);
5204           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
5205                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
5206             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
5207             NewIdx = Inst->getOperand(0);
5208           }
5209         }
5210
5211         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
5212         // out, perform the transformation.
5213         if (Scale && Scale->getRawValue() % ArrayEltSize == 0) {
5214           if (ConstantSInt *C = dyn_cast<ConstantSInt>(Scale))
5215             Scale = ConstantSInt::get(C->getType(),
5216                                       (int64_t)C->getRawValue() /
5217                                       (int64_t)ArrayEltSize);
5218           else
5219             Scale = ConstantUInt::get(Scale->getType(),
5220                                       Scale->getRawValue() / ArrayEltSize);
5221           if (Scale->getRawValue() != 1) {
5222             Constant *C = ConstantExpr::getCast(Scale, NewIdx->getType());
5223             Instruction *Sc = BinaryOperator::createMul(NewIdx, C, "idxscale");
5224             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
5225           }
5226
5227           // Insert the new GEP instruction.
5228           Instruction *Idx =
5229             new GetElementPtrInst(X, Constant::getNullValue(Type::IntTy),
5230                                   NewIdx, GEP.getName());
5231           Idx = InsertNewInstBefore(Idx, GEP);
5232           return new CastInst(Idx, GEP.getType());
5233         }
5234       }
5235     }
5236   }
5237
5238   return 0;
5239 }
5240
5241 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
5242   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
5243   if (AI.isArrayAllocation())    // Check C != 1
5244     if (const ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(AI.getArraySize())) {
5245       const Type *NewTy = ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getValue());
5246       AllocationInst *New = 0;
5247
5248       // Create and insert the replacement instruction...
5249       if (isa<MallocInst>(AI))
5250         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getName());
5251       else {
5252         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
5253         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getName());
5254       }
5255
5256       InsertNewInstBefore(New, AI);
5257
5258       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
5259       // allocas if possible...
5260       //
5261       BasicBlock::iterator It = New;
5262       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
5263
5264       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
5265       // insert our getelementptr instruction...
5266       //
5267       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::IntTy);
5268       Value *V = new GetElementPtrInst(New, NullIdx, NullIdx,
5269                                        New->getName()+".sub", It);
5270
5271       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
5272       // allocation.
5273       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
5274     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
5275       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
5276     }
5277
5278   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
5279   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
5280   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
5281   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() &&
5282       TD->getTypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
5283     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
5284
5285   return 0;
5286 }
5287
5288 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
5289   Value *Op = FI.getOperand(0);
5290
5291   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
5292   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op))
5293     if (isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
5294       FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
5295       return &FI;
5296     }
5297
5298   // free undef -> unreachable.
5299   if (isa<UndefValue>(Op)) {
5300     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
5301     new StoreInst(ConstantBool::True,
5302                   UndefValue::get(PointerType::get(Type::BoolTy)), &FI);
5303     return EraseInstFromFunction(FI);
5304   }
5305
5306   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
5307   // when lots of inlining happens.
5308   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
5309     return EraseInstFromFunction(FI);
5310
5311   return 0;
5312 }
5313
5314
5315 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
5316 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI) {
5317   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
5318   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
5319
5320   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
5321   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
5322     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
5323
5324     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
5325       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
5326       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
5327       // constants.
5328       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
5329         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
5330           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
5331             std::vector<Value*> Idxs(2, Constant::getNullValue(Type::IntTy));
5332             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs);
5333             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
5334             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
5335           }
5336
5337       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
5338           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
5339           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
5340           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
5341           IC.getTargetData().getTypeSize(SrcPTy) ==
5342                IC.getTargetData().getTypeSize(DestPTy)) {
5343
5344         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
5345         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
5346         // the result of the loaded value.
5347         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
5348                                                              CI->getName(),
5349                                                          LI.isVolatile()),LI);
5350         // Now cast the result of the load.
5351         return new CastInst(NewLoad, LI.getType());
5352       }
5353     }
5354   }
5355   return 0;
5356 }
5357
5358 /// isSafeToLoadUnconditionally - Return true if we know that executing a load
5359 /// from this value cannot trap.  If it is not obviously safe to load from the
5360 /// specified pointer, we do a quick local scan of the basic block containing
5361 /// ScanFrom, to determine if the address is already accessed.
5362 static bool isSafeToLoadUnconditionally(Value *V, Instruction *ScanFrom) {
5363   // If it is an alloca or global variable, it is always safe to load from.
5364   if (isa<AllocaInst>(V) || isa<GlobalVariable>(V)) return true;
5365
5366   // Otherwise, be a little bit agressive by scanning the local block where we
5367   // want to check to see if the pointer is already being loaded or stored
5368   // from/to.  If so, the previous load or store would have already trapped,
5369   // so there is no harm doing an extra load (also, CSE will later eliminate
5370   // the load entirely).
5371   BasicBlock::iterator BBI = ScanFrom, E = ScanFrom->getParent()->begin();
5372
5373   while (BBI != E) {
5374     --BBI;
5375
5376     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
5377       if (LI->getOperand(0) == V) return true;
5378     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
5379       if (SI->getOperand(1) == V) return true;
5380
5381   }
5382   return false;
5383 }
5384
5385 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
5386   Value *Op = LI.getOperand(0);
5387
5388   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
5389   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op))
5390     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI))
5391       return Res;
5392
5393   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
5394   if (LI.isVolatile()) return 0;
5395
5396   if (&LI.getParent()->front() != &LI) {
5397     BasicBlock::iterator BBI = &LI; --BBI;
5398     // If the instruction immediately before this is a store to the same
5399     // address, do a simple form of store->load forwarding.
5400     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
5401       if (SI->getOperand(1) == LI.getOperand(0))
5402         return ReplaceInstUsesWith(LI, SI->getOperand(0));
5403     if (LoadInst *LIB = dyn_cast<LoadInst>(BBI))
5404       if (LIB->getOperand(0) == LI.getOperand(0))
5405         return ReplaceInstUsesWith(LI, LIB);
5406   }
5407
5408   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op))
5409     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI->getOperand(0)) ||
5410         isa<UndefValue>(GEPI->getOperand(0))) {
5411       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
5412       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
5413       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
5414       // CFG.
5415       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
5416                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
5417       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
5418     }
5419
5420   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
5421     // load null/undef -> undef
5422     if ((C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C))) {
5423       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
5424       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
5425       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
5426       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
5427                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
5428       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
5429     }
5430
5431     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
5432     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
5433       if (GV->isConstant() && !GV->isExternal())
5434         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
5435
5436     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
5437     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op))
5438       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
5439         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
5440           if (GV->isConstant() && !GV->isExternal())
5441             if (Constant *V =
5442                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
5443               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
5444         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
5445           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
5446           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
5447           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
5448           // CFG.
5449           new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
5450                         Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
5451           return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
5452         }
5453
5454       } else if (CE->getOpcode() == Instruction::Cast) {
5455         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI))
5456           return Res;
5457       }
5458   }
5459
5460   if (Op->hasOneUse()) {
5461     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
5462     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
5463     // exposes redundancy in the code.
5464     //
5465     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
5466     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
5467     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
5468     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
5469     // unconditionally.
5470     //
5471     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
5472       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
5473       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
5474           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
5475         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
5476                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
5477         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
5478                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
5479         return new SelectInst(SI->getCondition(), V1, V2);
5480       }
5481
5482       // load (select (cond, null, P)) -> load P
5483       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
5484         if (C->isNullValue()) {
5485           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
5486           return &LI;
5487         }
5488
5489       // load (select (cond, P, null)) -> load P
5490       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
5491         if (C->isNullValue()) {
5492           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
5493           return &LI;
5494         }
5495
5496     } else if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
5497       // load (phi (&V1, &V2, &V3))  --> phi(load &V1, load &V2, load &V3)
5498       bool Safe = PN->getParent() == LI.getParent();
5499
5500       // Scan all of the instructions between the PHI and the load to make
5501       // sure there are no instructions that might possibly alter the value
5502       // loaded from the PHI.
5503       if (Safe) {
5504         BasicBlock::iterator I = &LI;
5505         for (--I; !isa<PHINode>(I); --I)
5506           if (isa<StoreInst>(I) || isa<CallInst>(I)) {
5507             Safe = false;
5508             break;
5509           }
5510       }
5511
5512       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e && Safe; ++i)
5513         if (!isSafeToLoadUnconditionally(PN->getIncomingValue(i),
5514                                     PN->getIncomingBlock(i)->getTerminator()))
5515           Safe = false;
5516
5517       if (Safe) {
5518         // Create the PHI.
5519         PHINode *NewPN = new PHINode(LI.getType(), PN->getName());
5520         InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
5521         std::map<BasicBlock*,Value*> LoadMap;  // Don't insert duplicate loads
5522
5523         for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
5524           BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(i);
5525           Value *&TheLoad = LoadMap[BB];
5526           if (TheLoad == 0) {
5527             Value *InVal = PN->getIncomingValue(i);
5528             TheLoad = InsertNewInstBefore(new LoadInst(InVal,
5529                                                        InVal->getName()+".val"),
5530                                           *BB->getTerminator());
5531           }
5532           NewPN->addIncoming(TheLoad, BB);
5533         }
5534         return ReplaceInstUsesWith(LI, NewPN);
5535       }
5536     }
5537   }
5538   return 0;
5539 }
5540
5541 /// InstCombineStoreToCast - Fold 'store V, (cast P)' -> store (cast V), P'
5542 /// when possible.
5543 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
5544   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
5545   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
5546
5547   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
5548   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
5549     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
5550
5551     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
5552       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
5553       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
5554       // constants.
5555       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
5556         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
5557           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
5558             std::vector<Value*> Idxs(2, Constant::getNullValue(Type::IntTy));
5559             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs);
5560             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
5561             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
5562           }
5563
5564       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
5565           IC.getTargetData().getTypeSize(SrcPTy) ==
5566                IC.getTargetData().getTypeSize(DestPTy)) {
5567
5568         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
5569         // the same size.  Instead of casting the pointer before the store, cast
5570         // the value to be stored.
5571         Value *NewCast;
5572         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI.getOperand(0)))
5573           NewCast = ConstantExpr::getCast(C, SrcPTy);
5574         else
5575           NewCast = IC.InsertNewInstBefore(new CastInst(SI.getOperand(0),
5576                                                         SrcPTy,
5577                                          SI.getOperand(0)->getName()+".c"), SI);
5578
5579         return new StoreInst(NewCast, CastOp);
5580       }
5581     }
5582   }
5583   return 0;
5584 }
5585
5586 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
5587   Value *Val = SI.getOperand(0);
5588   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
5589
5590   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
5591     removeFromWorkList(&SI);
5592     SI.eraseFromParent();
5593     ++NumCombined;
5594     return 0;
5595   }
5596
5597   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile loads.
5598
5599   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
5600   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
5601     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
5602       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
5603       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
5604         WorkList.push_back(U);  // Dropped a use.
5605       ++NumCombined;
5606     }
5607     return 0;  // Do not modify these!
5608   }
5609
5610   // store undef, Ptr -> noop
5611   if (isa<UndefValue>(Val)) {
5612     removeFromWorkList(&SI);
5613     SI.eraseFromParent();
5614     ++NumCombined;
5615     return 0;
5616   }
5617
5618   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
5619   // source instead.
5620   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Ptr))
5621     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
5622       return Res;
5623   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
5624     if (CE->getOpcode() == Instruction::Cast)
5625       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
5626         return Res;
5627
5628
5629   // If this store is the last instruction in the basic block, and if the block
5630   // ends with an unconditional branch, try to move it to the successor block.
5631   BasicBlock::iterator BBI = &SI; ++BBI;
5632   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
5633     if (BI->isUnconditional()) {
5634       // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
5635       // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
5636       // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
5637       BasicBlock *Dest = BI->getSuccessor(0);
5638
5639       pred_iterator PI = pred_begin(Dest);
5640       BasicBlock *Other = 0;
5641       if (*PI != BI->getParent())
5642         Other = *PI;
5643       ++PI;
5644       if (PI != pred_end(Dest)) {
5645         if (*PI != BI->getParent())
5646           if (Other)
5647             Other = 0;
5648           else
5649             Other = *PI;
5650         if (++PI != pred_end(Dest))
5651           Other = 0;
5652       }
5653       if (Other) {  // If only one other pred...
5654         BBI = Other->getTerminator();
5655         // Make sure this other block ends in an unconditional branch and that
5656         // there is an instruction before the branch.
5657         if (isa<BranchInst>(BBI) && cast<BranchInst>(BBI)->isUnconditional() &&
5658             BBI != Other->begin()) {
5659           --BBI;
5660           StoreInst *OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
5661
5662           // If this instruction is a store to the same location.
5663           if (OtherStore && OtherStore->getOperand(1) == SI.getOperand(1)) {
5664             // Okay, we know we can perform this transformation.  Insert a PHI
5665             // node now if we need it.
5666             Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
5667             if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
5668               PHINode *PN = new PHINode(MergedVal->getType(), "storemerge");
5669               PN->reserveOperandSpace(2);
5670               PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
5671               PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), Other);
5672               MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, Dest->front());
5673             }
5674
5675             // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
5676             // insert it.
5677             BBI = Dest->begin();
5678             while (isa<PHINode>(BBI)) ++BBI;
5679             InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
5680                                               OtherStore->isVolatile()), *BBI);
5681
5682             // Nuke the old stores.
5683             removeFromWorkList(&SI);
5684             removeFromWorkList(OtherStore);
5685             SI.eraseFromParent();
5686             OtherStore->eraseFromParent();
5687             ++NumCombined;
5688             return 0;
5689           }
5690         }
5691       }
5692     }
5693
5694   return 0;
5695 }
5696
5697
5698 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
5699   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
5700   Value *X = 0;
5701   BasicBlock *TrueDest;
5702   BasicBlock *FalseDest;
5703   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
5704       !isa<Constant>(X)) {
5705     // Swap Destinations and condition...
5706     BI.setCondition(X);
5707     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
5708     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
5709     return &BI;
5710   }
5711
5712   // Cannonicalize setne -> seteq
5713   Instruction::BinaryOps Op; Value *Y;
5714   if (match(&BI, m_Br(m_SetCond(Op, m_Value(X), m_Value(Y)),
5715                       TrueDest, FalseDest)))
5716     if ((Op == Instruction::SetNE || Op == Instruction::SetLE ||
5717          Op == Instruction::SetGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
5718       SetCondInst *I = cast<SetCondInst>(BI.getCondition());
5719       std::string Name = I->getName(); I->setName("");
5720       Instruction::BinaryOps NewOpcode = SetCondInst::getInverseCondition(Op);
5721       Value *NewSCC =  BinaryOperator::create(NewOpcode, X, Y, Name, I);
5722       // Swap Destinations and condition...
5723       BI.setCondition(NewSCC);
5724       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
5725       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
5726       removeFromWorkList(I);
5727       I->getParent()->getInstList().erase(I);
5728       WorkList.push_back(cast<Instruction>(NewSCC));
5729       return &BI;
5730     }
5731
5732   return 0;
5733 }
5734
5735 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
5736   Value *Cond = SI.getCondition();
5737   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
5738     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
5739       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
5740         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
5741         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
5742           SI.setOperand(i,ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
5743                                                 AddRHS));
5744         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
5745         WorkList.push_back(I);
5746         return &SI;
5747       }
5748   }
5749   return 0;
5750 }
5751
5752 void InstCombiner::removeFromWorkList(Instruction *I) {
5753   WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin(), WorkList.end(), I),
5754                  WorkList.end());
5755 }
5756
5757
5758 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
5759 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
5760 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
5761 /// end of its block.
5762 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
5763   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
5764
5765   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
5766   if (isa<PHINode>(I) || I->mayWriteToMemory()) return false;
5767
5768   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
5769   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() == &DestBlock->getParent()->front())
5770     return false;
5771
5772   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
5773   // the end of block that could change the value.
5774   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
5775     for (BasicBlock::iterator Scan = LI, E = LI->getParent()->end();
5776          Scan != E; ++Scan)
5777       if (Scan->mayWriteToMemory())
5778         return false;
5779   }
5780
5781   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->begin();
5782   while (isa<PHINode>(InsertPos)) ++InsertPos;
5783
5784   I->moveBefore(InsertPos);
5785   ++NumSunkInst;
5786   return true;
5787 }
5788
5789 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
5790   bool Changed = false;
5791   TD = &getAnalysis<TargetData>();
5792
5793   {
5794     // Populate the worklist with the reachable instructions.
5795     std::set<BasicBlock*> Visited;
5796     for (df_ext_iterator<BasicBlock*> BB = df_ext_begin(&F.front(), Visited),
5797            E = df_ext_end(&F.front(), Visited); BB != E; ++BB)
5798       for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
5799         WorkList.push_back(I);
5800
5801     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
5802     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
5803     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
5804     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
5805       if (!Visited.count(BB)) {
5806         Instruction *Term = BB->getTerminator();
5807         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
5808           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
5809
5810           DEBUG(std::cerr << "IC: DCE: " << *I);
5811           ++NumDeadInst;
5812
5813           if (!I->use_empty())
5814             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
5815           I->eraseFromParent();
5816         }
5817       }
5818   }
5819
5820   while (!WorkList.empty()) {
5821     Instruction *I = WorkList.back();  // Get an instruction from the worklist
5822     WorkList.pop_back();
5823
5824     // Check to see if we can DCE or ConstantPropagate the instruction...
5825     // Check to see if we can DIE the instruction...
5826     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
5827       // Add operands to the worklist...
5828       if (I->getNumOperands() < 4)
5829         AddUsesToWorkList(*I);
5830       ++NumDeadInst;
5831
5832       DEBUG(std::cerr << "IC: DCE: " << *I);
5833
5834       I->eraseFromParent();
5835       removeFromWorkList(I);
5836       continue;
5837     }
5838
5839     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it...
5840     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I)) {
5841       Value* Ptr = I->getOperand(0);
5842       if (isa<GetElementPtrInst>(I) &&
5843           cast<Constant>(Ptr)->isNullValue() &&
5844           !isa<ConstantPointerNull>(C) &&
5845           cast<PointerType>(Ptr->getType())->getElementType()->isSized()) {
5846         // If this is a constant expr gep that is effectively computing an
5847         // "offsetof", fold it into 'cast int X to T*' instead of 'gep 0, 0, 12'
5848         bool isFoldableGEP = true;
5849         for (unsigned i = 1, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
5850           if (!isa<ConstantInt>(I->getOperand(i)))
5851             isFoldableGEP = false;
5852         if (isFoldableGEP) {
5853           uint64_t Offset = TD->getIndexedOffset(Ptr->getType(),
5854                              std::vector<Value*>(I->op_begin()+1, I->op_end()));
5855           C = ConstantUInt::get(Type::ULongTy, Offset);
5856           C = ConstantExpr::getCast(C, TD->getIntPtrType());
5857           C = ConstantExpr::getCast(C, I->getType());
5858         }
5859       }
5860
5861       DEBUG(std::cerr << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I);
5862
5863       // Add operands to the worklist...
5864       AddUsesToWorkList(*I);
5865       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
5866
5867       ++NumConstProp;
5868       I->getParent()->getInstList().erase(I);
5869       removeFromWorkList(I);
5870       continue;
5871     }
5872
5873     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
5874     if (I->hasOneUse()) {
5875       BasicBlock *BB = I->getParent();
5876       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
5877       if (UserParent != BB) {
5878         bool UserIsSuccessor = false;
5879         // See if the user is one of our successors.
5880         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
5881           if (*SI == UserParent) {
5882             UserIsSuccessor = true;
5883             break;
5884           }
5885
5886         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
5887         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
5888         // otherwise), we can keep going.
5889         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
5890             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
5891           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
5892           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
5893       }
5894     }
5895
5896     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
5897     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
5898       ++NumCombined;
5899       // Should we replace the old instruction with a new one?
5900       if (Result != I) {
5901         DEBUG(std::cerr << "IC: Old = " << *I
5902                         << "    New = " << *Result);
5903
5904         // Everything uses the new instruction now.
5905         I->replaceAllUsesWith(Result);
5906
5907         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
5908         WorkList.push_back(Result);
5909         AddUsersToWorkList(*Result);
5910
5911         // Move the name to the new instruction first...
5912         std::string OldName = I->getName(); I->setName("");
5913         Result->setName(OldName);
5914
5915         // Insert the new instruction into the basic block...
5916         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
5917         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
5918
5919         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
5920           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
5921             ++InsertPos;
5922
5923         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
5924
5925         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
5926         // use counts.
5927         for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
5928           if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
5929             WorkList.push_back(OpI);
5930
5931         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
5932         // we do not process an instruction that has been deleted.
5933         removeFromWorkList(I);
5934
5935         // Erase the old instruction.
5936         InstParent->getInstList().erase(I);
5937       } else {
5938         DEBUG(std::cerr << "IC: MOD = " << *I);
5939
5940         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
5941         // if so, remove it.
5942         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
5943           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
5944           // use counts.
5945           for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
5946             if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
5947               WorkList.push_back(OpI);
5948
5949           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
5950           // occurrances of this instruction.
5951           removeFromWorkList(I);
5952           I->eraseFromParent();
5953         } else {
5954           WorkList.push_back(Result);
5955           AddUsersToWorkList(*Result);
5956         }
5957       }
5958       Changed = true;
5959     }
5960   }
5961
5962   return Changed;
5963 }
5964
5965 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
5966   return new InstCombiner();
5967 }
5968