Rename APInt's isPositive to isNonNegative, to reflect what it
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
11 // instructions.  This pass does not modify the CFG This pass is where algebraic
12 // simplification happens.
13 //
14 // This pass combines things like:
15 //    %Y = add i32 %X, 1
16 //    %Z = add i32 %Y, 1
17 // into:
18 //    %Z = add i32 %X, 2
19 //
20 // This is a simple worklist driven algorithm.
21 //
22 // This pass guarantees that the following canonicalizations are performed on
23 // the program:
24 //    1. If a binary operator has a constant operand, it is moved to the RHS
25 //    2. Bitwise operators with constant operands are always grouped so that
26 //       shifts are performed first, then or's, then and's, then xor's.
27 //    3. Compare instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
28 //    4. All cmp instructions on boolean values are replaced with logical ops
29 //    5. add X, X is represented as (X*2) => (X << 1)
30 //    6. Multiplies with a power-of-two constant argument are transformed into
31 //       shifts.
32 //   ... etc.
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
37 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
38 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
39 #include "llvm/Pass.h"
40 #include "llvm/DerivedTypes.h"
41 #include "llvm/GlobalVariable.h"
42 #include "llvm/ParameterAttributes.h"
43 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
44 #include "llvm/Target/TargetData.h"
45 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
46 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
47 #include "llvm/Support/CallSite.h"
48 #include "llvm/Support/ConstantRange.h"
49 #include "llvm/Support/Debug.h"
50 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
51 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
52 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
53 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
54 #include "llvm/Support/Compiler.h"
55 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
56 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
57 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
58 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
59 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
60 #include <algorithm>
61 #include <sstream>
62 using namespace llvm;
63 using namespace llvm::PatternMatch;
64
65 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
66 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
67 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
68 STATISTIC(NumDeadStore, "Number of dead stores eliminated");
69 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
70
71 namespace {
72   class VISIBILITY_HIDDEN InstCombiner
73     : public FunctionPass,
74       public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
75     // Worklist of all of the instructions that need to be simplified.
76     std::vector<Instruction*> Worklist;
77     DenseMap<Instruction*, unsigned> WorklistMap;
78     TargetData *TD;
79     bool MustPreserveLCSSA;
80   public:
81     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
82     InstCombiner() : FunctionPass((intptr_t)&ID) {}
83
84     /// AddToWorkList - Add the specified instruction to the worklist if it
85     /// isn't already in it.
86     void AddToWorkList(Instruction *I) {
87       if (WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size())))
88         Worklist.push_back(I);
89     }
90     
91     // RemoveFromWorkList - remove I from the worklist if it exists.
92     void RemoveFromWorkList(Instruction *I) {
93       DenseMap<Instruction*, unsigned>::iterator It = WorklistMap.find(I);
94       if (It == WorklistMap.end()) return; // Not in worklist.
95       
96       // Don't bother moving everything down, just null out the slot.
97       Worklist[It->second] = 0;
98       
99       WorklistMap.erase(It);
100     }
101     
102     Instruction *RemoveOneFromWorkList() {
103       Instruction *I = Worklist.back();
104       Worklist.pop_back();
105       WorklistMap.erase(I);
106       return I;
107     }
108
109     
110     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
111     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
112     /// now.
113     ///
114     void AddUsersToWorkList(Value &I) {
115       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
116            UI != UE; ++UI)
117         AddToWorkList(cast<Instruction>(*UI));
118     }
119
120     /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
121     /// the work lists because they might get more simplified now.
122     ///
123     void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
124       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
125         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i)))
126           AddToWorkList(Op);
127     }
128     
129     /// AddSoonDeadInstToWorklist - The specified instruction is about to become
130     /// dead.  Add all of its operands to the worklist, turning them into
131     /// undef's to reduce the number of uses of those instructions.
132     ///
133     /// Return the specified operand before it is turned into an undef.
134     ///
135     Value *AddSoonDeadInstToWorklist(Instruction &I, unsigned op) {
136       Value *R = I.getOperand(op);
137       
138       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
139         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i))) {
140           AddToWorkList(Op);
141           // Set the operand to undef to drop the use.
142           I.setOperand(i, UndefValue::get(Op->getType()));
143         }
144       
145       return R;
146     }
147
148   public:
149     virtual bool runOnFunction(Function &F);
150     
151     bool DoOneIteration(Function &F, unsigned ItNum);
152
153     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
154       AU.addRequired<TargetData>();
155       AU.addPreservedID(LCSSAID);
156       AU.setPreservesCFG();
157     }
158
159     TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
160
161     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
162     // instruction types.  The semantics are as follows:
163     // Return Value:
164     //    null        - No change was made
165     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
166     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
167     //
168     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
169     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
170     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
171     Instruction *visitURem(BinaryOperator &I);
172     Instruction *visitSRem(BinaryOperator &I);
173     Instruction *visitFRem(BinaryOperator &I);
174     Instruction *commonRemTransforms(BinaryOperator &I);
175     Instruction *commonIRemTransforms(BinaryOperator &I);
176     Instruction *commonDivTransforms(BinaryOperator &I);
177     Instruction *commonIDivTransforms(BinaryOperator &I);
178     Instruction *visitUDiv(BinaryOperator &I);
179     Instruction *visitSDiv(BinaryOperator &I);
180     Instruction *visitFDiv(BinaryOperator &I);
181     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
182     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
183     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
184     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
185     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
186     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
187     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
188     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
189     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
190     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
191     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
192                                                 Instruction *LHS,
193                                                 ConstantInt *RHS);
194     Instruction *FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
195                                 ConstantInt *DivRHS);
196
197     Instruction *FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
198                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
199     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
200                                      BinaryOperator &I);
201     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
202     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
203     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
204     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
205     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
206     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
207     Instruction *visitFPTrunc(FPTruncInst &CI);
208     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
209     Instruction *visitFPToUI(CastInst &CI);
210     Instruction *visitFPToSI(CastInst &CI);
211     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
212     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
213     Instruction *visitPtrToInt(CastInst &CI);
214     Instruction *visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI);
215     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
216     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
217                                 Instruction *FI);
218     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &CI);
219     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
220     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
221     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
222     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
223     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
224     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
225     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
226     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
227     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
228     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
229     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
230     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
231     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
232
233     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
234     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
235
236   private:
237     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
238     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
239     Instruction *transformCallThroughTrampoline(CallSite CS);
240
241   public:
242     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
243     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
244     //
245     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
246       assert(New && New->getParent() == 0 &&
247              "New instruction already inserted into a basic block!");
248       BasicBlock *BB = Old.getParent();
249       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
250       AddToWorkList(New);
251       return New;
252     }
253
254     /// InsertCastBefore - Insert a cast of V to TY before the instruction POS.
255     /// This also adds the cast to the worklist.  Finally, this returns the
256     /// cast.
257     Value *InsertCastBefore(Instruction::CastOps opc, Value *V, const Type *Ty,
258                             Instruction &Pos) {
259       if (V->getType() == Ty) return V;
260
261       if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V))
262         return ConstantExpr::getCast(opc, CV, Ty);
263       
264       Instruction *C = CastInst::create(opc, V, Ty, V->getName(), &Pos);
265       AddToWorkList(C);
266       return C;
267     }
268         
269     Value *InsertBitCastBefore(Value *V, const Type *Ty, Instruction &Pos) {
270       return InsertCastBefore(Instruction::BitCast, V, Ty, Pos);
271     }
272
273
274     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
275     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
276     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
277     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
278     // modified.
279     //
280     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
281       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
282       if (&I != V) {
283         I.replaceAllUsesWith(V);
284         return &I;
285       } else {
286         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
287         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
288         I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
289         return &I;
290       }
291     }
292
293     // UpdateValueUsesWith - This method is to be used when an value is
294     // found to be replacable with another preexisting expression or was
295     // updated.  Here we add all uses of I to the worklist, replace all uses of
296     // I with the new value (unless the instruction was just updated), then
297     // return true, so that the inst combiner will know that I was modified.
298     //
299     bool UpdateValueUsesWith(Value *Old, Value *New) {
300       AddUsersToWorkList(*Old);         // Add all modified instrs to worklist
301       if (Old != New)
302         Old->replaceAllUsesWith(New);
303       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Old))
304         AddToWorkList(I);
305       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(New))
306         AddToWorkList(I);
307       return true;
308     }
309     
310     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
311     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
312     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
313     // this function.
314     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
315       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
316       AddUsesToWorkList(I);
317       RemoveFromWorkList(&I);
318       I.eraseFromParent();
319       return 0;  // Don't do anything with FI
320     }
321
322   private:
323     /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
324     /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
325     /// casts that are known to not do anything...
326     ///
327     Value *InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
328                                    Value *V, const Type *DestTy,
329                                    Instruction *InsertBefore);
330
331     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
332     /// commutative operators.
333     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
334
335     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
336     /// most-complex to least-complex order.
337     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
338
339     /// SimplifyDemandedBits - Attempts to replace V with a simpler value based
340     /// on the demanded bits.
341     bool SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
342                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
343                               unsigned Depth = 0);
344
345     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
346                                       uint64_t &UndefElts, unsigned Depth = 0);
347       
348     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
349     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
350     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
351     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
352
353     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
354     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
355     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
356     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
357     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
358     
359     
360     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
361                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
362     
363     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
364                               bool isSub, Instruction &I);
365     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
366                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
367     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocationInst &AI);
368     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
369     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
370     Instruction *SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI);
371
372
373     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
374   };
375
376   char InstCombiner::ID = 0;
377   RegisterPass<InstCombiner> X("instcombine", "Combine redundant instructions");
378 }
379
380 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
381 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
382 static unsigned getComplexity(Value *V) {
383   if (isa<Instruction>(V)) {
384     if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
385       return 3;
386     return 4;
387   }
388   if (isa<Argument>(V)) return 3;
389   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
390 }
391
392 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
393 // it.
394 static bool isOnlyUse(Value *V) {
395   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
396 }
397
398 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
399 // though a va_arg area...
400 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
401   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
402     if (ITy->getBitWidth() < 32)
403       return Type::Int32Ty;
404   }
405   return Ty;
406 }
407
408 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst or a constant 
409 /// expression bitcast,  return the operand value, otherwise return null.
410 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
411   if (BitCastInst *I = dyn_cast<BitCastInst>(V))
412     return I->getOperand(0);
413   else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
414     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
415       return CE->getOperand(0);
416   return 0;
417 }
418
419 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
420 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
421 static Instruction::CastOps 
422 isEliminableCastPair(
423   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
424   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
425   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
426   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
427 ) {
428   
429   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
430   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
431
432   // Get the opcodes of the two Cast instructions
433   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
434   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
435
436   return Instruction::CastOps(
437       CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
438                                      DstTy, TD->getIntPtrType()));
439 }
440
441 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
442 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
443 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
444 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
445                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
446   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
447   
448   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
449   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
450     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD)) 
451       return false;
452   return true;
453 }
454
455 /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
456 /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
457 /// casts that are known to not do anything...
458 ///
459 Value *InstCombiner::InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
460                                              Value *V, const Type *DestTy,
461                                              Instruction *InsertBefore) {
462   if (V->getType() == DestTy) return V;
463   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
464     return ConstantExpr::getCast(opcode, C, DestTy);
465   
466   return InsertCastBefore(opcode, V, DestTy, *InsertBefore);
467 }
468
469 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
470 // operators:
471 //
472 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
473 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
474 //     binary operators.
475 //
476 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
477 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
478 //
479 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
480   bool Changed = false;
481   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
482     Changed = !I.swapOperands();
483
484   if (!I.isAssociative()) return Changed;
485   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
486   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
487     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
488       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
489         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
490                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
491                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
492         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
493         I.setOperand(1, Folded);
494         return true;
495       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
496         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
497             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
498           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
499           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
500
501           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
502           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
503           Instruction *New = BinaryOperator::create(Opcode, Op->getOperand(0),
504                                                     Op1->getOperand(0),
505                                                     Op1->getName(), &I);
506           AddToWorkList(New);
507           I.setOperand(0, New);
508           I.setOperand(1, Folded);
509           return true;
510         }
511     }
512   return Changed;
513 }
514
515 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
516 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
517 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
518 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
519   if (getComplexity(I.getOperand(0)) >= getComplexity(I.getOperand(1)))
520     return false;
521   I.swapOperands();
522   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
523   return true;
524 }
525
526 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
527 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
528 //
529 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
530   if (BinaryOperator::isNeg(V))
531     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
532
533   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
534   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
535     return ConstantExpr::getNeg(C);
536   return 0;
537 }
538
539 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
540   if (BinaryOperator::isNot(V))
541     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
542
543   // Constants can be considered to be not'ed values...
544   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
545     return ConstantInt::get(~C->getValue());
546   return 0;
547 }
548
549 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
550 // other computations (because it has a constant operand), return the
551 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
552 // Otherwise, return null.
553 //
554 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
555   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
556     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
557       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
558         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
559           return I->getOperand(0);
560       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
561         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
562           // The multiplier is really 1 << CST.
563           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
564           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
565           CST = ConstantInt::get(APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
566           return I->getOperand(0);
567         }
568     }
569   return 0;
570 }
571
572 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
573 /// expression, return it.
574 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
575   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
576   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
577     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
578       return cast<User>(V);
579   return false;
580 }
581
582 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
583 static ConstantInt *AddOne(ConstantInt *C) {
584   APInt Val(C->getValue());
585   return ConstantInt::get(++Val);
586 }
587 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
588 static ConstantInt *SubOne(ConstantInt *C) {
589   APInt Val(C->getValue());
590   return ConstantInt::get(--Val);
591 }
592 /// Add - Add two ConstantInts together
593 static ConstantInt *Add(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
594   return ConstantInt::get(C1->getValue() + C2->getValue());
595 }
596 /// And - Bitwise AND two ConstantInts together
597 static ConstantInt *And(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
598   return ConstantInt::get(C1->getValue() & C2->getValue());
599 }
600 /// Subtract - Subtract one ConstantInt from another
601 static ConstantInt *Subtract(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
602   return ConstantInt::get(C1->getValue() - C2->getValue());
603 }
604 /// Multiply - Multiply two ConstantInts together
605 static ConstantInt *Multiply(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
606   return ConstantInt::get(C1->getValue() * C2->getValue());
607 }
608
609 /// ComputeMaskedBits - Determine which of the bits specified in Mask are
610 /// known to be either zero or one and return them in the KnownZero/KnownOne
611 /// bit sets.  This code only analyzes bits in Mask, in order to short-circuit
612 /// processing.
613 /// NOTE: we cannot consider 'undef' to be "IsZero" here.  The problem is that
614 /// we cannot optimize based on the assumption that it is zero without changing
615 /// it to be an explicit zero.  If we don't change it to zero, other code could
616 /// optimized based on the contradictory assumption that it is non-zero.
617 /// Because instcombine aggressively folds operations with undef args anyway,
618 /// this won't lose us code quality.
619 static void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt& KnownZero, 
620                               APInt& KnownOne, unsigned Depth = 0) {
621   assert(V && "No Value?");
622   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
623   uint32_t BitWidth = Mask.getBitWidth();
624   assert(cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth() == BitWidth &&
625          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
626          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
627          "V, Mask, KnownOne and KnownZero should have same BitWidth");
628   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
629     // We know all of the bits for a constant!
630     KnownOne = CI->getValue() & Mask;
631     KnownZero = ~KnownOne & Mask;
632     return;
633   }
634
635   if (Depth == 6 || Mask == 0)
636     return;  // Limit search depth.
637
638   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
639   if (!I) return;
640
641   KnownZero.clear(); KnownOne.clear();   // Don't know anything.
642   APInt KnownZero2(KnownZero), KnownOne2(KnownOne);
643   
644   switch (I->getOpcode()) {
645   case Instruction::And: {
646     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
647     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
648     APInt Mask2(Mask & ~KnownZero);
649     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
650     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
651     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
652     
653     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
654     KnownOne &= KnownOne2;
655     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
656     KnownZero |= KnownZero2;
657     return;
658   }
659   case Instruction::Or: {
660     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
661     APInt Mask2(Mask & ~KnownOne);
662     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
663     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
664     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
665     
666     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
667     KnownZero &= KnownZero2;
668     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
669     KnownOne |= KnownOne2;
670     return;
671   }
672   case Instruction::Xor: {
673     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
674     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
675     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
676     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
677     
678     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
679     APInt KnownZeroOut = (KnownZero & KnownZero2) | (KnownOne & KnownOne2);
680     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
681     KnownOne = (KnownZero & KnownOne2) | (KnownOne & KnownZero2);
682     KnownZero = KnownZeroOut;
683     return;
684   }
685   case Instruction::Select:
686     ComputeMaskedBits(I->getOperand(2), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
687     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
688     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
689     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
690
691     // Only known if known in both the LHS and RHS.
692     KnownOne &= KnownOne2;
693     KnownZero &= KnownZero2;
694     return;
695   case Instruction::FPTrunc:
696   case Instruction::FPExt:
697   case Instruction::FPToUI:
698   case Instruction::FPToSI:
699   case Instruction::SIToFP:
700   case Instruction::PtrToInt:
701   case Instruction::UIToFP:
702   case Instruction::IntToPtr:
703     return; // Can't work with floating point or pointers
704   case Instruction::Trunc: {
705     // All these have integer operands
706     uint32_t SrcBitWidth = 
707       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
708     APInt MaskIn(Mask);
709     MaskIn.zext(SrcBitWidth);
710     KnownZero.zext(SrcBitWidth);
711     KnownOne.zext(SrcBitWidth);
712     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
713     KnownZero.trunc(BitWidth);
714     KnownOne.trunc(BitWidth);
715     return;
716   }
717   case Instruction::BitCast: {
718     const Type *SrcTy = I->getOperand(0)->getType();
719     if (SrcTy->isInteger()) {
720       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
721       return;
722     }
723     break;
724   }
725   case Instruction::ZExt:  {
726     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
727     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
728     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
729       
730     APInt MaskIn(Mask);
731     MaskIn.trunc(SrcBitWidth);
732     KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
733     KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
734     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
735     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
736     // The top bits are known to be zero.
737     KnownZero.zext(BitWidth);
738     KnownOne.zext(BitWidth);
739     KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
740     return;
741   }
742   case Instruction::SExt: {
743     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
744     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
745     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
746       
747     APInt MaskIn(Mask); 
748     MaskIn.trunc(SrcBitWidth);
749     KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
750     KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
751     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
752     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
753     KnownZero.zext(BitWidth);
754     KnownOne.zext(BitWidth);
755
756     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
757     // top bits of the result.
758     if (KnownZero[SrcBitWidth-1])             // Input sign bit known zero
759       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
760     else if (KnownOne[SrcBitWidth-1])           // Input sign bit known set
761       KnownOne |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
762     return;
763   }
764   case Instruction::Shl:
765     // (shl X, C1) & C2 == 0   iff   (X & C2 >>u C1) == 0
766     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
767       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
768       APInt Mask2(Mask.lshr(ShiftAmt));
769       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
770       assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
771       KnownZero <<= ShiftAmt;
772       KnownOne  <<= ShiftAmt;
773       KnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt); // low bits known 0
774       return;
775     }
776     break;
777   case Instruction::LShr:
778     // (ushr X, C1) & C2 == 0   iff  (-1 >> C1) & C2 == 0
779     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
780       // Compute the new bits that are at the top now.
781       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
782       
783       // Unsigned shift right.
784       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
785       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne,Depth+1);
786       assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
787       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
788       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
789       // high bits known zero.
790       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
791       return;
792     }
793     break;
794   case Instruction::AShr:
795     // (ashr X, C1) & C2 == 0   iff  (-1 >> C1) & C2 == 0
796     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
797       // Compute the new bits that are at the top now.
798       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
799       
800       // Signed shift right.
801       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
802       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne,Depth+1);
803       assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
804       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
805       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
806         
807       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
808       if (KnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1])    // New bits are known zero.
809         KnownZero |= HighBits;
810       else if (KnownOne[BitWidth-ShiftAmt-1])  // New bits are known one.
811         KnownOne |= HighBits;
812       return;
813     }
814     break;
815   }
816 }
817
818 /// MaskedValueIsZero - Return true if 'V & Mask' is known to be zero.  We use
819 /// this predicate to simplify operations downstream.  Mask is known to be zero
820 /// for bits that V cannot have.
821 static bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt& Mask, unsigned Depth = 0) {
822   APInt KnownZero(Mask.getBitWidth(), 0), KnownOne(Mask.getBitWidth(), 0);
823   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, Depth);
824   assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
825   return (KnownZero & Mask) == Mask;
826 }
827
828 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
829 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
830 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
831 /// constant and return true.
832 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
833                                    APInt Demanded) {
834   assert(I && "No instruction?");
835   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
836
837   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
838   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
839   if (!OpC) return false;
840
841   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
842   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
843   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
844     return false;
845
846   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
847   Demanded &= OpC->getValue();
848   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(Demanded));
849   return true;
850 }
851
852 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
853 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
854 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
855 // min/max.
856 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
857                                                    const APInt& KnownZero,
858                                                    const APInt& KnownOne,
859                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
860   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
861   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
862          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
863          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() == BitWidth &&
864          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
865   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
866
867   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
868   // bit if it is unknown.
869   Min = KnownOne;
870   Max = KnownOne|UnknownBits;
871   
872   if (UnknownBits[BitWidth-1]) { // Sign bit is unknown
873     Min.set(BitWidth-1);
874     Max.clear(BitWidth-1);
875   }
876 }
877
878 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
879 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
880 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
881 // min/max.
882 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
883                                                      const APInt &KnownZero,
884                                                      const APInt &KnownOne,
885                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
886   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(); BitWidth = BitWidth;
887   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
888          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
889          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() &&
890          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
891   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
892   
893   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
894   Min = KnownOne;
895   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
896   Max = KnownOne|UnknownBits;
897 }
898
899 /// SimplifyDemandedBits - This function attempts to replace V with a simpler
900 /// value based on the demanded bits. When this function is called, it is known
901 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
902 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
903 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
904 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
905 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
906 /// to be one in the expression. KnownZero contains all the bits that are known
907 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
908 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
909 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
910 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
911 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
912 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
913 /// and KnownOne must all be the same.
914 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask,
915                                         APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
916                                         unsigned Depth) {
917   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
918   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
919   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
920   const IntegerType *VTy = cast<IntegerType>(V->getType());
921   assert(VTy->getBitWidth() == BitWidth && 
922          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
923          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
924          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne \
925           must have same BitWidth");
926   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
927     // We know all of the bits for a constant!
928     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
929     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
930     return false;
931   }
932   
933   KnownZero.clear(); 
934   KnownOne.clear();
935   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
936     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
937       // Just compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
938       ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
939       return false;
940     }
941     // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
942     // just set the DemandedMask to all bits.
943     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
944   } else if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
945     if (V != UndefValue::get(VTy))
946       return UpdateValueUsesWith(V, UndefValue::get(VTy));
947     return false;
948   } else if (Depth == 6) {        // Limit search depth.
949     return false;
950   }
951   
952   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
953   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
954
955   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
956   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
957   switch (I->getOpcode()) {
958   default: break;
959   case Instruction::And:
960     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
961     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
962                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
963       return true;
964     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
965            "Bits known to be one AND zero?"); 
966
967     // If something is known zero on the RHS, the bits aren't demanded on the
968     // LHS.
969     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
970                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
971       return true;
972     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
973            "Bits known to be one AND zero?"); 
974
975     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
976     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
977     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
978         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
979       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
980     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
981         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
982       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
983     
984     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
985     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
986       return UpdateValueUsesWith(I, Constant::getNullValue(VTy));
987       
988     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
989     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
990       return UpdateValueUsesWith(I, I);
991       
992     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
993     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
994     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
995     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
996     break;
997   case Instruction::Or:
998     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
999     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
1000                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1001       return true;
1002     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1003            "Bits known to be one AND zero?"); 
1004     // If something is known one on the RHS, the bits aren't demanded on the
1005     // LHS.
1006     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
1007                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1008       return true;
1009     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1010            "Bits known to be one AND zero?"); 
1011     
1012     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1013     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
1014     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
1015         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
1016       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1017     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
1018         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
1019       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1020
1021     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
1022     // the other side, just use the 'other' side.
1023     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
1024         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
1025       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1026     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
1027         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
1028       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1029         
1030     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1031     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1032       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1033           
1034     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
1035     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1036     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
1037     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
1038     break;
1039   case Instruction::Xor: {
1040     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
1041                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1042       return true;
1043     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1044            "Bits known to be one AND zero?"); 
1045     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
1046                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1047       return true;
1048     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1049            "Bits known to be one AND zero?"); 
1050     
1051     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1052     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
1053     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
1054       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1055     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
1056       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1057     
1058     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
1059     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
1060                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
1061     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
1062     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
1063                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
1064     
1065     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
1066     // other, turn this into an *inclusive* or.
1067     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
1068     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
1069       Instruction *Or =
1070         BinaryOperator::createOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1071                                  I->getName());
1072       InsertNewInstBefore(Or, *I);
1073       return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1074     }
1075     
1076     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
1077     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
1078     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
1079     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
1080     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
1081       // all known
1082       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
1083         Constant *AndC = ConstantInt::get(~RHSKnownOne & DemandedMask);
1084         Instruction *And = 
1085           BinaryOperator::createAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
1086         InsertNewInstBefore(And, *I);
1087         return UpdateValueUsesWith(I, And);
1088       }
1089     }
1090     
1091     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1092     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
1093     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1094       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1095     
1096     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
1097     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
1098     break;
1099   }
1100   case Instruction::Select:
1101     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(2), DemandedMask,
1102                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1103       return true;
1104     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
1105                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1106       return true;
1107     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1108            "Bits known to be one AND zero?"); 
1109     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1110            "Bits known to be one AND zero?"); 
1111     
1112     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
1113     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1114       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1115     if (ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
1116       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1117     
1118     // Only known if known in both the LHS and RHS.
1119     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
1120     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1121     break;
1122   case Instruction::Trunc: {
1123     uint32_t truncBf = 
1124       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
1125     DemandedMask.zext(truncBf);
1126     RHSKnownZero.zext(truncBf);
1127     RHSKnownOne.zext(truncBf);
1128     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
1129                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1130       return true;
1131     DemandedMask.trunc(BitWidth);
1132     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
1133     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
1134     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1135            "Bits known to be one AND zero?"); 
1136     break;
1137   }
1138   case Instruction::BitCast:
1139     if (!I->getOperand(0)->getType()->isInteger())
1140       return false;
1141       
1142     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1143                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1144       return true;
1145     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1146            "Bits known to be one AND zero?"); 
1147     break;
1148   case Instruction::ZExt: {
1149     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1150     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1151     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1152     
1153     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1154     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1155     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1156     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1157                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1158       return true;
1159     DemandedMask.zext(BitWidth);
1160     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1161     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1162     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1163            "Bits known to be one AND zero?"); 
1164     // The top bits are known to be zero.
1165     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1166     break;
1167   }
1168   case Instruction::SExt: {
1169     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1170     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1171     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1172     
1173     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1174                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1175
1176     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1177     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1178     // bit is demanded.
1179     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1180       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1181       
1182     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1183     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1184     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1185     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InputDemandedBits,
1186                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1187       return true;
1188     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1189     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1190     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1191     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1192            "Bits known to be one AND zero?"); 
1193       
1194     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1195     // top bits of the result.
1196
1197     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1198     // convert this into a zero extension.
1199     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits)
1200     {
1201       // Convert to ZExt cast
1202       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName(), I);
1203       return UpdateValueUsesWith(I, NewCast);
1204     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1205       RHSKnownOne |= NewBits;
1206     }
1207     break;
1208   }
1209   case Instruction::Add: {
1210     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1211     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1212     // either.
1213     uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1214       
1215     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1216     // we can do.
1217     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1218       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1219       // won't work if the RHS is zero.
1220       if (RHS->isZero())
1221         break;
1222       
1223       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1224       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1225       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1226
1227       // Find information about known zero/one bits in the input.
1228       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InDemandedBits, 
1229                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1230         return true;
1231
1232       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1233       // the constant.
1234       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
1235         return UpdateValueUsesWith(I, I);
1236       
1237       // Avoid excess work.
1238       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1239         break;
1240       
1241       // Turn it into OR if input bits are zero.
1242       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1243         Instruction *Or =
1244           BinaryOperator::createOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1245                                    I->getName());
1246         InsertNewInstBefore(Or, *I);
1247         return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1248       }
1249       
1250       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1251       // depending on potential carries from the input constant and the
1252       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1253       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1254       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1255       
1256       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1257       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1258       // this scan.
1259       const APInt& RHSVal = RHS->getValue();
1260       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1261       
1262       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1263       
1264       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1265       // other, and there is no input carry.
1266       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1267                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1268       
1269       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1270       // is no input carry.
1271       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1272     } else {
1273       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1274       // the high bits of its LHS or RHS.
1275       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1276         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1277         // significant bit and all those below it.
1278         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1279         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1280                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1281           return true;
1282         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1283                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1284           return true;
1285       }
1286     }
1287     break;
1288   }
1289   case Instruction::Sub:
1290     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1291     // the high bits of its LHS or RHS.
1292     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1293       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1294       // significant bit and all those below it.
1295       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1296       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1297       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1298                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1299         return true;
1300       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1301                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1302         return true;
1303     }
1304     break;
1305   case Instruction::Shl:
1306     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1307       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1308       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1309       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn, 
1310                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1311         return true;
1312       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1313              "Bits known to be one AND zero?"); 
1314       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1315       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1316       // low bits known zero.
1317       if (ShiftAmt)
1318         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1319     }
1320     break;
1321   case Instruction::LShr:
1322     // For a logical shift right
1323     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1324       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1325       
1326       // Unsigned shift right.
1327       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1328       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn,
1329                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1330         return true;
1331       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1332              "Bits known to be one AND zero?"); 
1333       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1334       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1335       if (ShiftAmt) {
1336         // Compute the new bits that are at the top now.
1337         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1338         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1339       }
1340     }
1341     break;
1342   case Instruction::AShr:
1343     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1344     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1345     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1346     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1347     if (DemandedMask == 1) {
1348       // Perform the logical shift right.
1349       Value *NewVal = BinaryOperator::createLShr(
1350                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1351       InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1352       return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1353     }    
1354
1355     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1356     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1357     if (DemandedMask.isSignBit())
1358       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1359     
1360     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1361       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1362       
1363       // Signed shift right.
1364       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1365       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1366       // demanded.
1367       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1368         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1369       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0),
1370                                DemandedMaskIn,
1371                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1372         return true;
1373       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1374              "Bits known to be one AND zero?"); 
1375       // Compute the new bits that are at the top now.
1376       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1377       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1378       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1379         
1380       // Handle the sign bits.
1381       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1382       // Adjust to where it is now in the mask.
1383       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1384         
1385       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1386       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1387       if (RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1388           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1389         // Perform the logical shift right.
1390         Value *NewVal = BinaryOperator::createLShr(
1391                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1392         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1393         return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1394       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1395         RHSKnownOne |= HighBits;
1396       }
1397     }
1398     break;
1399   }
1400   
1401   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1402   // constant.
1403   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
1404     return UpdateValueUsesWith(I, ConstantInt::get(RHSKnownOne));
1405   return false;
1406 }
1407
1408
1409 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value producecs a vector with
1410 /// 64 or fewer elements.  DemandedElts contains the set of elements that are
1411 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1412 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1413 ///
1414 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1415 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1416 /// returned.  This returns null if no change was made.
1417 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
1418                                                 uint64_t &UndefElts,
1419                                                 unsigned Depth) {
1420   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1421   assert(VWidth <= 64 && "Vector too wide to analyze!");
1422   uint64_t EltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
1423   assert(DemandedElts != EltMask && (DemandedElts & ~EltMask) == 0 &&
1424          "Invalid DemandedElts!");
1425
1426   if (isa<UndefValue>(V)) {
1427     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1428     UndefElts = EltMask;
1429     return 0;
1430   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1431     UndefElts = EltMask;
1432     return UndefValue::get(V->getType());
1433   }
1434   
1435   UndefElts = 0;
1436   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1437     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1438     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1439
1440     std::vector<Constant*> Elts;
1441     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1442       if (!(DemandedElts & (1ULL << i))) {   // If not demanded, set to undef.
1443         Elts.push_back(Undef);
1444         UndefElts |= (1ULL << i);
1445       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1446         Elts.push_back(Undef);
1447         UndefElts |= (1ULL << i);
1448       } else {                               // Otherwise, defined.
1449         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1450       }
1451         
1452     // If we changed the constant, return it.
1453     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
1454     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1455   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1456     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1457     // set to undef.
1458     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1459     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
1460     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1461     std::vector<Constant*> Elts;
1462     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1463       Elts.push_back((DemandedElts & (1ULL << i)) ? Zero : Undef);
1464     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1465     return ConstantVector::get(Elts);
1466   }
1467   
1468   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
1469     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
1470       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1471       return false;
1472     }
1473     return false;
1474   } else if (Depth == 10) {        // Limit search depth.
1475     return false;
1476   }
1477   
1478   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1479   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
1480   
1481   bool MadeChange = false;
1482   uint64_t UndefElts2;
1483   Value *TmpV;
1484   switch (I->getOpcode()) {
1485   default: break;
1486     
1487   case Instruction::InsertElement: {
1488     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1489     // demand exactly the same input as we produce.
1490     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1491     if (Idx == 0) {
1492       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1493       // which elt is getting updated.
1494       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1495                                         UndefElts2, Depth+1);
1496       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1497       break;
1498     }
1499     
1500     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1501     // insertelement.
1502     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1503     if (IdxNo >= VWidth || (DemandedElts & (1ULL << IdxNo)) == 0)
1504       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1505     
1506     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1507     // input demanded set is simpler than the output set.
1508     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0),
1509                                       DemandedElts & ~(1ULL << IdxNo),
1510                                       UndefElts, Depth+1);
1511     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1512
1513     // The inserted element is defined.
1514     UndefElts |= 1ULL << IdxNo;
1515     break;
1516   }
1517   case Instruction::BitCast: {
1518     // Vector->vector casts only.
1519     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1520     if (!VTy) break;
1521     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1522     uint64_t InputDemandedElts = 0;
1523     unsigned Ratio;
1524
1525     if (VWidth == InVWidth) {
1526       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1527       // elements as are demanded of us.
1528       Ratio = 1;
1529       InputDemandedElts = DemandedElts;
1530     } else if (VWidth > InVWidth) {
1531       // Untested so far.
1532       break;
1533       
1534       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1535       // then an input element is live if any of the corresponding output
1536       // elements are live.
1537       Ratio = VWidth/InVWidth;
1538       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1539         if (DemandedElts & (1ULL << OutIdx))
1540           InputDemandedElts |= 1ULL << (OutIdx/Ratio);
1541       }
1542     } else {
1543       // Untested so far.
1544       break;
1545       
1546       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1547       // then an input element is live if the corresponding output element is
1548       // live.
1549       Ratio = InVWidth/VWidth;
1550       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1551         if (DemandedElts & (1ULL << InIdx/Ratio))
1552           InputDemandedElts |= 1ULL << InIdx;
1553     }
1554     
1555     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1556     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1557                                       UndefElts2, Depth+1);
1558     if (TmpV) {
1559       I->setOperand(0, TmpV);
1560       MadeChange = true;
1561     }
1562     
1563     UndefElts = UndefElts2;
1564     if (VWidth > InVWidth) {
1565       assert(0 && "Unimp");
1566       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1567       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1568       // undef.
1569       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1570         if (UndefElts2 & (1ULL << (OutIdx/Ratio)))
1571           UndefElts |= 1ULL << OutIdx;
1572     } else if (VWidth < InVWidth) {
1573       assert(0 && "Unimp");
1574       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1575       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1576       // elements are undef.
1577       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1578       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1579         if ((UndefElts2 & (1ULL << InIdx)) == 0)    // Not undef?
1580           UndefElts &= ~(1ULL << (InIdx/Ratio));    // Clear undef bit.
1581     }
1582     break;
1583   }
1584   case Instruction::And:
1585   case Instruction::Or:
1586   case Instruction::Xor:
1587   case Instruction::Add:
1588   case Instruction::Sub:
1589   case Instruction::Mul:
1590     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1591     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1592                                       UndefElts, Depth+1);
1593     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1594     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1595                                       UndefElts2, Depth+1);
1596     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1597       
1598     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1599     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1600     UndefElts &= UndefElts2;
1601     break;
1602     
1603   case Instruction::Call: {
1604     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1605     if (!II) break;
1606     switch (II->getIntrinsicID()) {
1607     default: break;
1608       
1609     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1610     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1611     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1612     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1613     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1614     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1615     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1616     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1617     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1618     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1619       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1620                                         UndefElts, Depth+1);
1621       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1622       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1623                                         UndefElts2, Depth+1);
1624       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1625
1626       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1627       // scalarize it now.
1628       if (DemandedElts == 1) {
1629         switch (II->getIntrinsicID()) {
1630         default: break;
1631         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1632         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1633         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1634         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1635           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1636           Value *LHS = II->getOperand(1);
1637           Value *RHS = II->getOperand(2);
1638           // Extract the element as scalars.
1639           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 0U,"tmp"), *II);
1640           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS, 0U,"tmp"), *II);
1641           
1642           switch (II->getIntrinsicID()) {
1643           default: assert(0 && "Case stmts out of sync!");
1644           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1645           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1646             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createSub(LHS, RHS,
1647                                                         II->getName()), *II);
1648             break;
1649           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1650           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1651             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createMul(LHS, RHS,
1652                                                          II->getName()), *II);
1653             break;
1654           }
1655           
1656           Instruction *New =
1657             new InsertElementInst(UndefValue::get(II->getType()), TmpV, 0U,
1658                                   II->getName());
1659           InsertNewInstBefore(New, *II);
1660           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1661           return New;
1662         }            
1663       }
1664         
1665       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1666       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1667       UndefElts &= UndefElts2;
1668       break;
1669     }
1670     break;
1671   }
1672   }
1673   return MadeChange ? I : 0;
1674 }
1675
1676 /// @returns true if the specified compare predicate is
1677 /// true when both operands are equal...
1678 /// @brief Determine if the icmp Predicate is true when both operands are equal
1679 static bool isTrueWhenEqual(ICmpInst::Predicate pred) {
1680   return pred == ICmpInst::ICMP_EQ  || pred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
1681          pred == ICmpInst::ICMP_SGE || pred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1682          pred == ICmpInst::ICMP_SLE;
1683 }
1684
1685 /// @returns true if the specified compare instruction is
1686 /// true when both operands are equal...
1687 /// @brief Determine if the ICmpInst returns true when both operands are equal
1688 static bool isTrueWhenEqual(ICmpInst &ICI) {
1689   return isTrueWhenEqual(ICI.getPredicate());
1690 }
1691
1692 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1693 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1694 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1695 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1696 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1697 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1698 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1699 ///
1700 template<typename Functor>
1701 Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
1702   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1703   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1704
1705   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1706   if (F.shouldApply(LHS))
1707     return F.apply(Root);
1708
1709   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1710   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1711   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1712     // Should we apply this transform to the RHS?
1713     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1714
1715     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1716     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1717       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1718       ShouldApply = true;
1719     }
1720
1721     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1722     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1723     if (ShouldApply) {
1724       BasicBlock *BB = Root.getParent();
1725
1726       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1727       // and perform the reassociation.
1728       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1729
1730       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1731       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1732
1733       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1734       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1735       if (&Root == TmpLHSI) {
1736         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1737         return 0;
1738       }
1739       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1740       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1741       TmpLHSI->getParent()->getInstList().remove(TmpLHSI);
1742       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1743       BB->getInstList().insert(ARI, TmpLHSI);    // Move TmpLHSI to after Root
1744       ARI = Root;
1745
1746       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1747       // get to LHSI.
1748       while (TmpLHSI != LHSI) {
1749         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1750         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1751         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1752         NextLHSI->getParent()->getInstList().remove(NextLHSI);
1753         BB->getInstList().insert(ARI, NextLHSI);
1754         ARI = NextLHSI;
1755
1756         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1757         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1758         TmpLHSI = NextLHSI;
1759         ExtraOperand = NextOp;
1760       }
1761
1762       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1763       // the transformation...
1764       return F.apply(Root);
1765     }
1766
1767     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1768   }
1769   return 0;
1770 }
1771
1772
1773 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1774 struct AddRHS {
1775   Value *RHS;
1776   AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
1777   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1778   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1779     return BinaryOperator::createShl(Add.getOperand(0),
1780                                   ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
1781   }
1782 };
1783
1784 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1785 //                 iff C1&C2 == 0
1786 struct AddMaskingAnd {
1787   Constant *C2;
1788   AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
1789   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1790     ConstantInt *C1;
1791     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
1792            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
1793   }
1794   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1795     return BinaryOperator::createOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1796   }
1797 };
1798
1799 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1800                                              InstCombiner *IC) {
1801   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
1802     if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO))
1803       return ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), SOC, I.getType());
1804
1805     return IC->InsertNewInstBefore(CastInst::create(
1806           CI->getOpcode(), SO, I.getType(), SO->getName() + ".cast"), I);
1807   }
1808
1809   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1810   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1811   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1812
1813   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1814     if (ConstIsRHS)
1815       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1816     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1817   }
1818
1819   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1820   if (!ConstIsRHS)
1821     std::swap(Op0, Op1);
1822   Instruction *New;
1823   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1824     New = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
1825   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1826     New = CmpInst::create(CI->getOpcode(), CI->getPredicate(), Op0, Op1, 
1827                           SO->getName()+".cmp");
1828   else {
1829     assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
1830     abort();
1831   }
1832   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
1833 }
1834
1835 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1836 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1837 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1838 // not have a second operand.
1839 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1840                                      InstCombiner *IC) {
1841   // Don't modify shared select instructions
1842   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1843   Value *TV = SI->getOperand(1);
1844   Value *FV = SI->getOperand(2);
1845
1846   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
1847     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
1848     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
1849
1850     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
1851     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
1852
1853     return new SelectInst(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
1854                           SelectFalseVal);
1855   }
1856   return 0;
1857 }
1858
1859
1860 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
1861 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
1862 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
1863 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
1864   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
1865   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
1866   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
1867
1868   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
1869   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
1870   // or if *it* is a PHI, bail out.
1871   BasicBlock *NonConstBB = 0;
1872   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
1873     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1874       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
1875       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
1876       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
1877       
1878       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
1879       // loop.
1880       if (NonConstBB == I.getParent())
1881         return 0;
1882     }
1883   
1884   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
1885   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
1886   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
1887   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
1888   if (NonConstBB) {
1889     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
1890     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
1891   }
1892
1893   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
1894   PHINode *NewPN = new PHINode(I.getType(), "");
1895   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
1896   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
1897   NewPN->takeName(PN);
1898
1899   // Next, add all of the operands to the PHI.
1900   if (I.getNumOperands() == 2) {
1901     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
1902     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1903       Value *InV = 0;
1904       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1905         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1906           InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
1907         else
1908           InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
1909       } else {
1910         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1911         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
1912           InV = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(),
1913                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1914                                        NonConstBB->getTerminator());
1915         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1916           InV = CmpInst::create(CI->getOpcode(), 
1917                                 CI->getPredicate(),
1918                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1919                                 NonConstBB->getTerminator());
1920         else
1921           assert(0 && "Unknown binop!");
1922         
1923         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1924       }
1925       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1926     }
1927   } else { 
1928     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
1929     const Type *RetTy = CI->getType();
1930     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1931       Value *InV;
1932       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1933         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
1934       } else {
1935         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1936         InV = CastInst::create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
1937                                I.getType(), "phitmp", 
1938                                NonConstBB->getTerminator());
1939         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1940       }
1941       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1942     }
1943   }
1944   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
1945 }
1946
1947
1948 /// CannotBeNegativeZero - Return true if we can prove that the specified FP 
1949 /// value is never equal to -0.0.
1950 ///
1951 /// Note that this function will need to be revisited when we support nondefault
1952 /// rounding modes!
1953 ///
1954 static bool CannotBeNegativeZero(const Value *V) {
1955   if (const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V))
1956     return !CFP->getValueAPF().isNegZero();
1957
1958   // (add x, 0.0) is guaranteed to return +0.0, not -0.0.
1959   if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
1960     if (I->getOpcode() == Instruction::Add &&
1961         isa<ConstantFP>(I->getOperand(1)) && 
1962         cast<ConstantFP>(I->getOperand(1))->isNullValue())
1963       return true;
1964     
1965     if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I))
1966       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::sqrt)
1967         return CannotBeNegativeZero(II->getOperand(1));
1968     
1969     if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
1970       if (const Function *F = CI->getCalledFunction()) {
1971         if (F->isDeclaration()) {
1972           switch (F->getNameLen()) {
1973           case 3:  // abs(x) != -0.0
1974             if (!strcmp(F->getNameStart(), "abs")) return true;
1975             break;
1976           case 4:  // abs[lf](x) != -0.0
1977             if (!strcmp(F->getNameStart(), "absf")) return true;
1978             if (!strcmp(F->getNameStart(), "absl")) return true;
1979             break;
1980           }
1981         }
1982       }
1983   }
1984   
1985   return false;
1986 }
1987
1988
1989 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
1990   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1991   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
1992
1993   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
1994     // X + undef -> undef
1995     if (isa<UndefValue>(RHS))
1996       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
1997
1998     // X + 0 --> X
1999     if (!I.getType()->isFPOrFPVector()) { // NOTE: -0 + +0 = +0.
2000       if (RHSC->isNullValue())
2001         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2002     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
2003       if (CFP->isExactlyValue(ConstantFP::getNegativeZero
2004                               (I.getType())->getValueAPF()))
2005         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2006     }
2007
2008     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
2009       // X + (signbit) --> X ^ signbit
2010       const APInt& Val = CI->getValue();
2011       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
2012       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
2013         return BinaryOperator::createXor(LHS, RHS);
2014       
2015       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
2016       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
2017       if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
2018         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
2019         if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
2020                                  KnownZero, KnownOne))
2021           return &I;
2022       }
2023     }
2024
2025     if (isa<PHINode>(LHS))
2026       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2027         return NV;
2028     
2029     ConstantInt *XorRHS = 0;
2030     Value *XorLHS = 0;
2031     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
2032         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
2033       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2034       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
2035       
2036       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
2037       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
2038       APInt CFF80Val(-C0080Val);
2039       do {
2040         if (TySizeBits > Size) {
2041           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
2042           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
2043           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
2044               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
2045             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
2046             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
2047                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
2048               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
2049             break;
2050           }
2051         }
2052         Size >>= 1;
2053         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
2054         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
2055       } while (Size >= 1);
2056       
2057       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
2058       // with funny bit widths then this whole cascade of if statements should
2059       // be removed. It is just here to get the size of the "middle" type back
2060       // up to something that the back ends can handle.
2061       const Type *MiddleType = 0;
2062       switch (Size) {
2063         default: break;
2064         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
2065         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
2066         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
2067       }
2068       if (MiddleType) {
2069         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
2070         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
2071         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2072       }
2073     }
2074   }
2075
2076   // X + X --> X << 1
2077   if (I.getType()->isInteger() && I.getType() != Type::Int1Ty) {
2078     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
2079
2080     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2081       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2082         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2083           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2084     }
2085     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2086       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2087         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2088           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2089     }
2090   }
2091
2092   // -A + B  -->  B - A
2093   if (Value *V = dyn_castNegVal(LHS))
2094     return BinaryOperator::createSub(RHS, V);
2095
2096   // A + -B  -->  A - B
2097   if (!isa<Constant>(RHS))
2098     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
2099       return BinaryOperator::createSub(LHS, V);
2100
2101
2102   ConstantInt *C2;
2103   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
2104     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2105       return BinaryOperator::createMul(RHS, AddOne(C2));
2106
2107     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2108     ConstantInt *C1;
2109     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
2110       return BinaryOperator::createMul(X, Add(C1, C2));
2111   }
2112
2113   // X + X*C --> X * (C+1)
2114   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
2115     return BinaryOperator::createMul(LHS, AddOne(C2));
2116
2117   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2118   if (dyn_castNotVal(LHS) == RHS || dyn_castNotVal(RHS) == LHS)
2119     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
2120   
2121
2122   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2123   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
2124     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2)))
2125       return R;
2126
2127   // W*X + Y*Z --> W * (X+Z)  iff W == Y
2128   if (I.getType()->isIntOrIntVector()) {
2129     Value *W, *X, *Y, *Z;
2130     if (match(LHS, m_Mul(m_Value(W), m_Value(X))) &&
2131         match(RHS, m_Mul(m_Value(Y), m_Value(Z)))) {
2132       if (W != Y) {
2133         if (W == Z) {
2134           std::swap(Y, Z);
2135         } else if (Y == X) {
2136           std::swap(W, X);
2137         } else if (X == Z) {
2138           std::swap(Y, Z);
2139           std::swap(W, X);
2140         }
2141       }
2142
2143       if (W == Y) {
2144         Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(X, Z,
2145                                                             LHS->getName()), I);
2146         return BinaryOperator::createMul(W, NewAdd);
2147       }
2148     }
2149   }
2150
2151   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2152     Value *X = 0;
2153     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))))    // ~X + C --> (C-1) - X
2154       return BinaryOperator::createSub(SubOne(CRHS), X);
2155
2156     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2157     if (LHS->hasOneUse() && match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
2158       Constant *Anded = And(CRHS, C2);
2159       if (Anded == CRHS) {
2160         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2161         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2162         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2163
2164         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2165         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2166
2167         // See if the and mask includes all of these bits.
2168         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2169
2170         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2171           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2172           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(X, CRHS,
2173                                                             LHS->getName()), I);
2174           return BinaryOperator::createAnd(NewAdd, C2);
2175         }
2176       }
2177     }
2178
2179     // Try to fold constant add into select arguments.
2180     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2181       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2182         return R;
2183   }
2184
2185   // add (cast *A to intptrtype) B -> 
2186   //   cast (GEP (cast *A to sbyte*) B)  -->  intptrtype
2187   {
2188     CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(LHS);
2189     Value *Other = RHS;
2190     if (!CI) {
2191       CI = dyn_cast<CastInst>(RHS);
2192       Other = LHS;
2193     }
2194     if (CI && CI->getType()->isSized() && 
2195         (CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 
2196          TD->getIntPtrType()->getPrimitiveSizeInBits()) 
2197         && isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
2198       unsigned AS =
2199         cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
2200       Value *I2 = InsertBitCastBefore(CI->getOperand(0),
2201                                       PointerType::get(Type::Int8Ty, AS), I);
2202       I2 = InsertNewInstBefore(new GetElementPtrInst(I2, Other, "ctg2"), I);
2203       return new PtrToIntInst(I2, CI->getType());
2204     }
2205   }
2206   
2207   // add (select X 0 (sub n A)) A  -->  select X A n
2208   {
2209     SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS);
2210     Value *Other = RHS;
2211     if (!SI) {
2212       SI = dyn_cast<SelectInst>(RHS);
2213       Other = LHS;
2214     }
2215     if (SI && SI->hasOneUse()) {
2216       Value *TV = SI->getTrueValue();
2217       Value *FV = SI->getFalseValue();
2218       Value *A, *N;
2219
2220       // Can we fold the add into the argument of the select?
2221       // We check both true and false select arguments for a matching subtract.
2222       if (match(FV, m_Zero()) && match(TV, m_Sub(m_Value(N), m_Value(A))) &&
2223           A == Other)  // Fold the add into the true select value.
2224         return new SelectInst(SI->getCondition(), N, A);
2225       if (match(TV, m_Zero()) && match(FV, m_Sub(m_Value(N), m_Value(A))) && 
2226           A == Other)  // Fold the add into the false select value.
2227         return new SelectInst(SI->getCondition(), A, N);
2228     }
2229   }
2230   
2231   // Check for X+0.0.  Simplify it to X if we know X is not -0.0.
2232   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS))
2233     if (CFP->getValueAPF().isPosZero() && CannotBeNegativeZero(LHS))
2234       return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
2235
2236   return Changed ? &I : 0;
2237 }
2238
2239 // isSignBit - Return true if the value represented by the constant only has the
2240 // highest order bit set.
2241 static bool isSignBit(ConstantInt *CI) {
2242   uint32_t NumBits = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2243   return CI->getValue() == APInt::getSignBit(NumBits);
2244 }
2245
2246 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2247   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2248
2249   if (Op0 == Op1)         // sub X, X  -> 0
2250     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2251
2252   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2253   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
2254     return BinaryOperator::createAdd(Op0, V);
2255
2256   if (isa<UndefValue>(Op0))
2257     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2258   if (isa<UndefValue>(Op1))
2259     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2260
2261   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2262     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2263     if (C->isAllOnesValue())
2264       return BinaryOperator::createNot(Op1);
2265
2266     // C - ~X == X + (1+C)
2267     Value *X = 0;
2268     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
2269       return BinaryOperator::createAdd(X, AddOne(C));
2270
2271     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2272     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2273     if (C->isZero()) {
2274       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1))
2275         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2276           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2277             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2278             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2279                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2280               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2281               return BinaryOperator::create(Instruction::AShr, 
2282                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2283             }
2284           }
2285         }
2286         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2287           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2288             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2289             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2290                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2291               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2292               return BinaryOperator::createLShr(
2293                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2294             }
2295           }
2296         } 
2297     }
2298
2299     // Try to fold constant sub into select arguments.
2300     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2301       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2302         return R;
2303
2304     if (isa<PHINode>(Op0))
2305       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2306         return NV;
2307   }
2308
2309   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2310     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add &&
2311         !Op0->getType()->isFPOrFPVector()) {
2312       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2313         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(1), I.getName());
2314       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2315         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(0), I.getName());
2316       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2317         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2318           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2319           return BinaryOperator::createSub(Subtract(CI1, CI2), 
2320                                            Op1I->getOperand(0));
2321       }
2322     }
2323
2324     if (Op1I->hasOneUse()) {
2325       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2326       // is not used by anyone else...
2327       //
2328       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub &&
2329           !Op1I->getType()->isFPOrFPVector()) {
2330         // Swap the two operands of the subexpr...
2331         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2332         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2333         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2334
2335         // Create the new top level add instruction...
2336         return BinaryOperator::createAdd(Op0, Op1);
2337       }
2338
2339       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2340       //
2341       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2342           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2343         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2344
2345         Value *NewNot =
2346           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(OtherOp, "B.not"), I);
2347         return BinaryOperator::createAnd(Op0, NewNot);
2348       }
2349
2350       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2351       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2352         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2353           if (CSI->isZero())
2354             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2355               return BinaryOperator::createSDiv(Op1I->getOperand(0),
2356                                                ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2357
2358       // X - X*C --> X * (1-C)
2359       ConstantInt *C2 = 0;
2360       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
2361         Constant *CP1 = Subtract(ConstantInt::get(I.getType(), 1), C2);
2362         return BinaryOperator::createMul(Op0, CP1);
2363       }
2364
2365       // X - ((X / Y) * Y) --> X % Y
2366       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Mul)
2367         if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op1I->getOperand(0)))
2368           if (Op0 == I->getOperand(0) &&
2369               Op1I->getOperand(1) == I->getOperand(1)) {
2370             if (I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2371               return BinaryOperator::createSRem(Op0, Op1I->getOperand(1));
2372             if (I->getOpcode() == Instruction::UDiv)
2373               return BinaryOperator::createURem(Op0, Op1I->getOperand(1));
2374           }
2375     }
2376   }
2377
2378   if (!Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2379     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2380       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2381         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2382           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2383         else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2384           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2385       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2386         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2387           return BinaryOperator::createNeg(Op0I->getOperand(1), I.getName());
2388       }
2389
2390   ConstantInt *C1;
2391   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
2392     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2393       return BinaryOperator::createMul(Op1, SubOne(C1));
2394
2395     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2396     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
2397       return BinaryOperator::createMul(Op1, Subtract(C1, C2));
2398   }
2399   return 0;
2400 }
2401
2402 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2403 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2404 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2405 /// signed.
2406 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2407                            bool &TrueIfSigned) {
2408   switch (pred) {
2409   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2410     TrueIfSigned = true;
2411     return RHS->isZero();
2412   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2413     TrueIfSigned = true;
2414     return RHS->isAllOnesValue();
2415   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2416     TrueIfSigned = false;
2417     return RHS->isAllOnesValue();
2418   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2419     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2420     TrueIfSigned = true;
2421     return RHS->getValue() ==
2422       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2423   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2424     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2425     TrueIfSigned = true;
2426     return RHS->getValue() == 
2427       APInt::getSignBit(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2428   default:
2429     return false;
2430   }
2431 }
2432
2433 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2434   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2435   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2436
2437   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2438     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2439
2440   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2441   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2442     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2443
2444       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2445       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2446         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2447           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2448             return BinaryOperator::createMul(SI->getOperand(0),
2449                                              ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
2450
2451       if (CI->isZero())
2452         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2453       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2454         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2455       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2456         return BinaryOperator::createNeg(Op0, I.getName());
2457
2458       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2459       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2460         return BinaryOperator::createShl(Op0,
2461                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2462       }
2463     } else if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2464       if (Op1F->isNullValue())
2465         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2466
2467       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2468       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2469       // We need a better interface for long double here.
2470       if (Op1->getType() == Type::FloatTy || Op1->getType() == Type::DoubleTy)
2471         if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
2472           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2473     }
2474     
2475     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2476       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2477           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2478         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2479         Instruction *Add = BinaryOperator::createMul(Op0I->getOperand(0),
2480                                                      Op1, "tmp");
2481         InsertNewInstBefore(Add, I);
2482         Value *C1C2 = ConstantExpr::getMul(Op1, 
2483                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2484         return BinaryOperator::createAdd(Add, C1C2);
2485         
2486       }
2487
2488     // Try to fold constant mul into select arguments.
2489     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2490       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2491         return R;
2492
2493     if (isa<PHINode>(Op0))
2494       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2495         return NV;
2496   }
2497
2498   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
2499     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
2500       return BinaryOperator::createMul(Op0v, Op1v);
2501
2502   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2503   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2504   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2505   // formed.
2506   CastInst *BoolCast = 0;
2507   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(0)))
2508     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2509       BoolCast = CI;
2510   if (!BoolCast)
2511     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2512       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2513         BoolCast = CI;
2514   if (BoolCast) {
2515     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2516       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2517       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2518       bool TIS = false;
2519       
2520       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2521       // multiply into a shift/and combination.
2522       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2523           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1), TIS) &&
2524           TIS) {
2525         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2526         Constant *Amt = ConstantInt::get(SCIOp0->getType(),
2527                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2528         Value *V =
2529           InsertNewInstBefore(
2530             BinaryOperator::create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2531                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2532                                             ".mask"), I);
2533
2534         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2535         // or truncate to the multiply type.
2536         if (I.getType() != V->getType()) {
2537           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2538           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2539           Instruction::CastOps opcode = 
2540             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2541              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2542           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2543         }
2544
2545         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2546         return BinaryOperator::createAnd(V, OtherOp);
2547       }
2548     }
2549   }
2550
2551   return Changed ? &I : 0;
2552 }
2553
2554 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2555 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2556 /// used by the visitors to those instructions.
2557 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2558 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2559   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2560
2561   // undef / X -> 0
2562   if (isa<UndefValue>(Op0))
2563     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2564
2565   // X / undef -> undef
2566   if (isa<UndefValue>(Op1))
2567     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2568
2569   // Handle cases involving: [su]div X, (select Cond, Y, Z)
2570   // This does not apply for fdiv.
2571   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2572     // [su]div X, (Cond ? 0 : Y) -> div X, Y.  If the div and the select are in
2573     // the same basic block, then we replace the select with Y, and the
2574     // condition of the select with false (if the cond value is in the same BB).
2575     // If the select has uses other than the div, this allows them to be
2576     // simplified also. Note that div X, Y is just as good as div X, 0 (undef)
2577     if (ConstantInt *ST = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2578       if (ST->isNullValue()) {
2579         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2580         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2581           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
2582         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2583           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
2584         else
2585           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
2586         return &I;
2587       }
2588
2589     // Likewise for: [su]div X, (Cond ? Y : 0) -> div X, Y
2590     if (ConstantInt *ST = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))
2591       if (ST->isNullValue()) {
2592         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2593         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2594           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
2595         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2596           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
2597         else
2598           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
2599         return &I;
2600       }
2601   }
2602
2603   return 0;
2604 }
2605
2606 /// This function implements the transforms common to both integer division
2607 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2608 /// division instructions.
2609 /// @brief Common integer divide transforms
2610 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2611   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2612
2613   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2614     return Common;
2615
2616   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2617     // div X, 1 == X
2618     if (RHS->equalsInt(1))
2619       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2620
2621     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2622     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2623       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2624         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2625           return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2626                                         Multiply(RHS, LHSRHS));
2627         }
2628
2629     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2630       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2631         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2632           return R;
2633       if (isa<PHINode>(Op0))
2634         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2635           return NV;
2636     }
2637   }
2638
2639   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2640   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2641     if (LHS->equalsInt(0))
2642       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2643
2644   return 0;
2645 }
2646
2647 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
2648   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2649
2650   // Handle the integer div common cases
2651   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2652     return Common;
2653
2654   // X udiv C^2 -> X >> C
2655   // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
2656   // if so, convert to a right shift.
2657   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2658     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
2659       return BinaryOperator::createLShr(Op0, 
2660                ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
2661   }
2662
2663   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
2664   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
2665     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2666         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2667       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
2668       if (C1.isPowerOf2()) {
2669         Value *N = RHSI->getOperand(1);
2670         const Type *NTy = N->getType();
2671         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
2672           Constant *C2V = ConstantInt::get(NTy, C2);
2673           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(N, C2V, "tmp"), I);
2674         }
2675         return BinaryOperator::createLShr(Op0, N);
2676       }
2677     }
2678   }
2679   
2680   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
2681   // where C1&C2 are powers of two.
2682   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
2683     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2684       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
2685         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
2686         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
2687           // Compute the shift amounts
2688           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
2689           // Construct the "on true" case of the select
2690           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
2691           Instruction *TSI = BinaryOperator::createLShr(
2692                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
2693           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
2694   
2695           // Construct the "on false" case of the select
2696           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
2697           Instruction *FSI = BinaryOperator::createLShr(
2698                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
2699           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
2700
2701           // construct the select instruction and return it.
2702           return new SelectInst(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
2703         }
2704       }
2705   return 0;
2706 }
2707
2708 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
2709   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2710
2711   // Handle the integer div common cases
2712   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2713     return Common;
2714
2715   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2716     // sdiv X, -1 == -X
2717     if (RHS->isAllOnesValue())
2718       return BinaryOperator::createNeg(Op0);
2719
2720     // -X/C -> X/-C
2721     if (Value *LHSNeg = dyn_castNegVal(Op0))
2722       return BinaryOperator::createSDiv(LHSNeg, ConstantExpr::getNeg(RHS));
2723   }
2724
2725   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2726   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
2727   if (I.getType()->isInteger()) {
2728     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2729     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2730       // X sdiv Y -> X udiv Y, iff X and Y don't have sign bit set
2731       return BinaryOperator::createUDiv(Op0, Op1, I.getName());
2732     }
2733   }      
2734   
2735   return 0;
2736 }
2737
2738 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
2739   return commonDivTransforms(I);
2740 }
2741
2742 /// GetFactor - If we can prove that the specified value is at least a multiple
2743 /// of some factor, return that factor.
2744 static Constant *GetFactor(Value *V) {
2745   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
2746     return CI;
2747   
2748   // Unless we can be tricky, we know this is a multiple of 1.
2749   Constant *Result = ConstantInt::get(V->getType(), 1);
2750   
2751   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
2752   if (!I) return Result;
2753   
2754   if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
2755     // Handle multiplies by a constant, etc.
2756     return ConstantExpr::getMul(GetFactor(I->getOperand(0)),
2757                                 GetFactor(I->getOperand(1)));
2758   } else if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
2759     // (X<<C) -> X * (1 << C)
2760     if (Constant *ShRHS = dyn_cast<Constant>(I->getOperand(1))) {
2761       ShRHS = ConstantExpr::getShl(Result, ShRHS);
2762       return ConstantExpr::getMul(GetFactor(I->getOperand(0)), ShRHS);
2763     }
2764   } else if (I->getOpcode() == Instruction::And) {
2765     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
2766       // X & 0xFFF0 is known to be a multiple of 16.
2767       uint32_t Zeros = RHS->getValue().countTrailingZeros();
2768       if (Zeros != V->getType()->getPrimitiveSizeInBits())// don't shift by "32"
2769         return ConstantExpr::getShl(Result, 
2770                                     ConstantInt::get(Result->getType(), Zeros));
2771     }
2772   } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
2773     // Only handle int->int casts.
2774     if (!CI->isIntegerCast())
2775       return Result;
2776     Value *Op = CI->getOperand(0);
2777     return ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), GetFactor(Op), V->getType());
2778   }    
2779   return Result;
2780 }
2781
2782 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
2783 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
2784 /// is used by the visitors to those instructions.
2785 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
2786 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2787   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2788
2789   // 0 % X == 0, we don't need to preserve faults!
2790   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
2791     if (LHS->isNullValue())
2792       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2793
2794   if (isa<UndefValue>(Op0))              // undef % X -> 0
2795     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2796   if (isa<UndefValue>(Op1))
2797     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
2798
2799   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
2800   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2801     // rem X, (Cond ? 0 : Y) -> rem X, Y.  If the rem and the select are in
2802     // the same basic block, then we replace the select with Y, and the
2803     // condition of the select with false (if the cond value is in the same
2804     // BB).  If the select has uses other than the div, this allows them to be
2805     // simplified also.
2806     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2807       if (ST->isNullValue()) {
2808         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2809         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2810           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
2811         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2812           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
2813         else
2814           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
2815         return &I;
2816       }
2817     // Likewise for: rem X, (Cond ? Y : 0) -> rem X, Y
2818     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2819       if (ST->isNullValue()) {
2820         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2821         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2822           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
2823         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2824           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
2825         else
2826           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
2827         return &I;
2828       }
2829   }
2830
2831   return 0;
2832 }
2833
2834 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
2835 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
2836 /// remainder instructions.
2837 /// @brief Common integer remainder transforms
2838 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2839   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2840
2841   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
2842     return common;
2843
2844   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2845     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
2846     if (RHS->equalsInt(0))
2847       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
2848     
2849     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
2850       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2851
2852     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
2853       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
2854         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2855           return R;
2856       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
2857         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2858           return NV;
2859       }
2860       // (X * C1) % C2 --> 0  iff  C1 % C2 == 0
2861       if (ConstantExpr::getSRem(GetFactor(Op0I), RHS)->isNullValue())
2862         return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2863     }
2864   }
2865
2866   return 0;
2867 }
2868
2869 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
2870   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2871
2872   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
2873     return common;
2874   
2875   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2876     // X urem C^2 -> X and C
2877     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
2878     // if so, convert to a bitwise and.
2879     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
2880       if (C->getValue().isPowerOf2())
2881         return BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(C));
2882   }
2883
2884   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
2885     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
2886     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2887         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2888       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
2889         Constant *N1 = ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType());
2890         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(RHSI, N1,
2891                                                                    "tmp"), I);
2892         return BinaryOperator::createAnd(Op0, Add);
2893       }
2894     }
2895   }
2896
2897   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
2898   // where C1&C2 are powers of two.
2899   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2900     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2901       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
2902         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
2903         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
2904             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
2905           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
2906             BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(STO), SI->getName()+".t"), I);
2907           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
2908             BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(SFO), SI->getName()+".f"), I);
2909           return new SelectInst(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
2910         }
2911       }
2912   }
2913   
2914   return 0;
2915 }
2916
2917 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
2918   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2919
2920   // Handle the integer rem common cases
2921   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
2922     return common;
2923   
2924   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
2925     if (!isa<ConstantInt>(RHSNeg) || 
2926         cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive()) {
2927       // X % -Y -> X % Y
2928       AddUsesToWorkList(I);
2929       I.setOperand(1, RHSNeg);
2930       return &I;
2931     }
2932  
2933   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2934   // unsigned inputs), turn this into a urem.
2935   if (I.getType()->isInteger()) {
2936     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2937     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2938       // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
2939       return BinaryOperator::createURem(Op0, Op1, I.getName());
2940     }
2941   }
2942
2943   return 0;
2944 }
2945
2946 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
2947   return commonRemTransforms(I);
2948 }
2949
2950 // isMaxValueMinusOne - return true if this is Max-1
2951 static bool isMaxValueMinusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
2952   uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2953   if (!isSigned)
2954     return C->getValue() == APInt::getAllOnesValue(TypeBits) - 1;
2955   return C->getValue() == APInt::getSignedMaxValue(TypeBits)-1;
2956 }
2957
2958 // isMinValuePlusOne - return true if this is Min+1
2959 static bool isMinValuePlusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
2960   if (!isSigned)
2961     return C->getValue() == 1; // unsigned
2962     
2963   // Calculate 1111111111000000000000
2964   uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2965   return C->getValue() == APInt::getSignedMinValue(TypeBits)+1;
2966 }
2967
2968 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
2969 // constant.
2970 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
2971   return CI->getValue().isPowerOf2();
2972 }
2973
2974 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
2975 // This is the same as lowones(~X).
2976 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
2977   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
2978 }
2979
2980 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
2981 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
2982 ///
2983 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
2984 ///
2985 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
2986 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
2987 ///
2988 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
2989 ///   0  A > B
2990 ///   1  A == B
2991 ///   2  A < B
2992 ///
2993 /// <=>  Value  Definition
2994 /// 000     0   Always false
2995 /// 001     1   A >  B
2996 /// 010     2   A == B
2997 /// 011     3   A >= B
2998 /// 100     4   A <  B
2999 /// 101     5   A != B
3000 /// 110     6   A <= B
3001 /// 111     7   Always true
3002 ///  
3003 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
3004   switch (ICI->getPredicate()) {
3005     // False -> 0
3006   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
3007   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
3008   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
3009   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
3010   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
3011   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
3012   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
3013   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
3014   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
3015   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
3016     // True -> 7
3017   default:
3018     assert(0 && "Invalid ICmp predicate!");
3019     return 0;
3020   }
3021 }
3022
3023 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
3024 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
3025 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
3026 /// of predicate to use in new icmp instructions.
3027 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS) {
3028   switch (code) {
3029   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
3030   case  0: return ConstantInt::getFalse();
3031   case  1: 
3032     if (sign)
3033       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
3034     else
3035       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
3036   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
3037   case  3: 
3038     if (sign)
3039       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
3040     else
3041       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
3042   case  4: 
3043     if (sign)
3044       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
3045     else
3046       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
3047   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
3048   case  6: 
3049     if (sign)
3050       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
3051     else
3052       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
3053   case  7: return ConstantInt::getTrue();
3054   }
3055 }
3056
3057 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
3058   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
3059     (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && 
3060      (p2 == ICmpInst::ICMP_EQ || p2 == ICmpInst::ICMP_NE)) ||
3061     (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && 
3062      (p1 == ICmpInst::ICMP_EQ || p1 == ICmpInst::ICMP_NE));
3063 }
3064
3065 namespace { 
3066 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3067 struct FoldICmpLogical {
3068   InstCombiner &IC;
3069   Value *LHS, *RHS;
3070   ICmpInst::Predicate pred;
3071   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
3072     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
3073       pred(ICI->getPredicate()) {}
3074   bool shouldApply(Value *V) const {
3075     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
3076       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
3077         return (ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS ||
3078                 ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS);
3079     return false;
3080   }
3081   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
3082     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
3083     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
3084       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
3085       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
3086     }
3087
3088     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
3089     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
3090     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
3091     unsigned Code;
3092     switch (Log.getOpcode()) {
3093     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
3094     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
3095     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
3096     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
3097     }
3098
3099     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
3100                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
3101       
3102     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS);
3103     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
3104       return I;
3105     // Otherwise, it's a constant boolean value...
3106     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
3107   }
3108 };
3109 } // end anonymous namespace
3110
3111 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3112 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3113 // guaranteed to be a binary operator.
3114 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3115                                     ConstantInt *OpRHS,
3116                                     ConstantInt *AndRHS,
3117                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3118   Value *X = Op->getOperand(0);
3119   Constant *Together = 0;
3120   if (!Op->isShift())
3121     Together = And(AndRHS, OpRHS);
3122
3123   switch (Op->getOpcode()) {
3124   case Instruction::Xor:
3125     if (Op->hasOneUse()) {
3126       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3127       Instruction *And = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
3128       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
3129       And->takeName(Op);
3130       return BinaryOperator::createXor(And, Together);
3131     }
3132     break;
3133   case Instruction::Or:
3134     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3135       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3136
3137     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3138       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3139       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, Together);
3140       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
3141       Or->takeName(Op);
3142       return BinaryOperator::createAnd(Or, AndRHS);
3143     }
3144     break;
3145   case Instruction::Add:
3146     if (Op->hasOneUse()) {
3147       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3148       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3149       // single bit constant.
3150       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3151
3152       // If there is only one bit set...
3153       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3154         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3155         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3156         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3157         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3158
3159         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3160         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3161           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3162           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3163           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3164           // no effect.
3165           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3166             TheAnd.setOperand(0, X);
3167             return &TheAnd;
3168           } else {
3169             // Pull the XOR out of the AND.
3170             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
3171             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3172             NewAnd->takeName(Op);
3173             return BinaryOperator::createXor(NewAnd, AndRHS);
3174           }
3175         }
3176       }
3177     }
3178     break;
3179
3180   case Instruction::Shl: {
3181     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3182     // the anded constant includes them, clear them now!
3183     //
3184     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3185     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3186     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3187     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3188
3189     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3190     // Masking out bits that the shift already masks
3191       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3192     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3193       TheAnd.setOperand(1, CI);
3194       return &TheAnd;
3195     }
3196     break;
3197   }
3198   case Instruction::LShr:
3199   {
3200     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3201     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3202     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3203     //
3204     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3205     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3206     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3207     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3208
3209     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3210     // Masking out bits that the shift already masks.
3211       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3212     } else if (CI != AndRHS) {
3213       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3214       return &TheAnd;
3215     }
3216     break;
3217   }
3218   case Instruction::AShr:
3219     // Signed shr.
3220     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3221     // with an and.
3222     if (Op->hasOneUse()) {
3223       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3224       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3225       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3226       Constant *C = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3227       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3228         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3229         // Make the argument unsigned.
3230         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3231         ShVal = InsertNewInstBefore(
3232             BinaryOperator::createLShr(ShVal, OpRHS, 
3233                                    Op->getName()), TheAnd);
3234         return BinaryOperator::createAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3235       }
3236     }
3237     break;
3238   }
3239   return 0;
3240 }
3241
3242
3243 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3244 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3245 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3246 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3247 /// insert new instructions.
3248 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3249                                            bool isSigned, bool Inside, 
3250                                            Instruction &IB) {
3251   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3252             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3253          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3254     
3255   if (Inside) {
3256     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3257       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3258
3259     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3260     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3261       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3262         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3263       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3264     }
3265
3266     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3267     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3268     Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3269     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3270     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3271     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3272   }
3273
3274   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3275     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3276
3277   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3278   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3279   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3280     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3281         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3282     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3283   }
3284
3285   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3286   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3287   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3288   Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3289   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3290   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3291   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3292 }
3293
3294 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3295 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3296 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3297 // not, since all 1s are not contiguous.
3298 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3299   const APInt& V = Val->getValue();
3300   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3301   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3302
3303   // look for the first zero bit after the run of ones
3304   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3305   // look for the first non-zero bit
3306   ME = V.getActiveBits(); 
3307   return true;
3308 }
3309
3310 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3311 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3312 /// the following xforms:
3313 /// 
3314 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3315 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3316 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3317 ///
3318 /// return (A +/- B).
3319 ///
3320 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3321                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3322                                         Instruction &I) {
3323   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3324   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3325       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3326
3327   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3328
3329   switch (LHSI->getOpcode()) {
3330   default: return 0;
3331   case Instruction::And:
3332     if (And(N, Mask) == Mask) {
3333       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3334       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3335            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3336           Mask->getValue().getBitWidth())
3337         break;
3338
3339       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3340       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3341       // is all N is, ignore it.
3342       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3343       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3344         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3345         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3346         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3347           break;
3348       }
3349     }
3350     return 0;
3351   case Instruction::Or:
3352   case Instruction::Xor:
3353     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3354     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3355          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3356         && And(N, Mask)->isZero())
3357       break;
3358     return 0;
3359   }
3360   
3361   Instruction *New;
3362   if (isSub)
3363     New = BinaryOperator::createSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3364   else
3365     New = BinaryOperator::createAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3366   return InsertNewInstBefore(New, I);
3367 }
3368
3369 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
3370   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3371   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3372
3373   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
3374     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3375
3376   // and X, X = X
3377   if (Op0 == Op1)
3378     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3379
3380   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3381   // purpose is to compute bits we don't care about.
3382   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3383     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3384     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3385     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3386                              KnownZero, KnownOne))
3387       return &I;
3388   } else {
3389     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3390       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
3391         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
3392     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3393       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
3394     }
3395   }
3396   
3397   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3398     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
3399     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
3400
3401     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
3402     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
3403       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
3404       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
3405       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
3406       switch (Op0I->getOpcode()) {
3407       case Instruction::Xor:
3408       case Instruction::Or:
3409         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
3410         if (Op0I->hasOneUse()) {
3411           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
3412             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
3413             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::createAnd(Op0RHS, AndRHS,
3414                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
3415             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
3416             return BinaryOperator::create(
3417                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
3418           }
3419           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
3420               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
3421             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
3422             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::createAnd(Op0LHS, AndRHS,
3423                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
3424             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
3425             return BinaryOperator::create(
3426                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
3427           }
3428         }
3429
3430         break;
3431       case Instruction::Add:
3432         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3433         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3434         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3435         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
3436           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
3437         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
3438           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
3439         break;
3440
3441       case Instruction::Sub:
3442         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3443         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3444         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3445         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
3446           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
3447         break;
3448       }
3449
3450       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
3451         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
3452           return Res;
3453     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3454       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
3455       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
3456       // frequently occurs for bitfield accesses.
3457       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
3458         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
3459             CastOp->getNumOperands() == 2)
3460           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1)))
3461             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
3462               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
3463               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
3464               // This will fold the two constants together, which may allow 
3465               // other simplifications.
3466               Instruction *NewCast = CastInst::createTruncOrBitCast(
3467                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
3468                 CastOp->getName()+".shrunk");
3469               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
3470               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
3471               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3472               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
3473               return BinaryOperator::createAnd(NewCast, C3);
3474             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
3475               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
3476               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
3477               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3478               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)   // trunc(C1)&C2
3479                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
3480             }
3481       }
3482     }
3483
3484     // Try to fold constant and into select arguments.
3485     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3486       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3487         return R;
3488     if (isa<PHINode>(Op0))
3489       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3490         return NV;
3491   }
3492
3493   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
3494   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
3495
3496   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
3497     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3498
3499   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
3500   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3501     Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
3502                                                I.getName()+".demorgan");
3503     InsertNewInstBefore(Or, I);
3504     return BinaryOperator::createNot(Or);
3505   }
3506   
3507   {
3508     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
3509     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3510       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
3511         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3512     
3513       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
3514       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3515         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3516           return BinaryOperator::createXor(A, B);
3517       }
3518     }
3519     
3520     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3521       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
3522         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3523
3524       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
3525       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3526         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3527           return BinaryOperator::createXor(A, B);
3528       }
3529     }
3530     
3531     if (Op0->hasOneUse() &&
3532         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3533       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
3534         I.swapOperands();     // Simplify below
3535         std::swap(Op0, Op1);
3536       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
3537         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
3538         I.swapOperands();     // Simplify below
3539         std::swap(Op0, Op1);
3540       }
3541     }
3542     if (Op1->hasOneUse() &&
3543         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3544       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
3545         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
3546         std::swap(A, B);
3547       }
3548       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
3549         Instruction *NotB = BinaryOperator::createNot(B, "tmp");
3550         InsertNewInstBefore(NotB, I);
3551         return BinaryOperator::createAnd(A, NotB);
3552       }
3553     }
3554   }
3555   
3556   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
3557     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3558     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3559       return R;
3560
3561     Value *LHSVal, *RHSVal;
3562     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3563     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3564     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
3565       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
3566         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) & (X icmp C2)
3567             // ICMP_[GL]E X, CST is folded to ICMP_[GL]T elsewhere.
3568             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3569             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3570             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3571             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3572             
3573             // Don't try to fold ICMP_SLT + ICMP_ULT.
3574             (ICmpInst::isEquality(LHSCC) || ICmpInst::isEquality(RHSCC) ||
3575              ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) == 
3576                  ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC))) {
3577           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3578           ICmpInst::Predicate GT;
3579           if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ||
3580               (ICmpInst::isEquality(LHSCC) && 
3581                ICmpInst::isSignedPredicate(RHSCC)))
3582             GT = ICmpInst::ICMP_SGT;
3583           else
3584             GT = ICmpInst::ICMP_UGT;
3585           
3586           Constant *Cmp = ConstantExpr::getICmp(GT, LHSCst, RHSCst);
3587           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
3588           if (cast<ConstantInt>(Cmp)->getZExtValue()) {
3589             std::swap(LHS, RHS);
3590             std::swap(LHSCst, RHSCst);
3591             std::swap(LHSCC, RHSCC);
3592           }
3593
3594           // At this point, we know we have have two icmp instructions
3595           // comparing a value against two constants and and'ing the result
3596           // together.  Because of the above check, we know that we only have
3597           // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3598           // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3599           // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3600           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3601
3602           switch (LHSCC) {
3603           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3604           case ICmpInst::ICMP_EQ:
3605             switch (RHSCC) {
3606             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3607             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3608             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3609             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3610               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3611             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3612             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3613             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3614               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3615             }
3616           case ICmpInst::ICMP_NE:
3617             switch (RHSCC) {
3618             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3619             case ICmpInst::ICMP_ULT:
3620               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3621                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSVal, LHSCst);
3622               break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3623             case ICmpInst::ICMP_SLT:
3624               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3625                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSVal, LHSCst);
3626               break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3627             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3628             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3629             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3630               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3631             case ICmpInst::ICMP_NE:
3632               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3633                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3634                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
3635                                                       LHSVal->getName()+".off");
3636                 InsertNewInstBefore(Add, I);
3637                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3638                                     ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3639               }
3640               break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3641             }
3642             break;
3643           case ICmpInst::ICMP_ULT:
3644             switch (RHSCC) {
3645             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3646             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3647             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3648               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3649             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3650               break;
3651             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3652             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3653               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3654             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3655               break;
3656             }
3657             break;
3658           case ICmpInst::ICMP_SLT:
3659             switch (RHSCC) {
3660             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3661             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3662             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3663               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3664             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3665               break;
3666             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3667             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3668               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3669             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3670               break;
3671             }
3672             break;
3673           case ICmpInst::ICMP_UGT:
3674             switch (RHSCC) {
3675             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3676             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X > 13
3677               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3678             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3679               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3680             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3681               break;
3682             case ICmpInst::ICMP_NE:
3683               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3684                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
3685               break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3686             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) ->(X-14) <u 1
3687               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, 
3688                                      true, I);
3689             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3690               break;
3691             }
3692             break;
3693           case ICmpInst::ICMP_SGT:
3694             switch (RHSCC) {
3695             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3696             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X == 15
3697             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3698               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3699             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3700               break;
3701             case ICmpInst::ICMP_NE:
3702               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3703                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
3704               break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3705             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) ->(X-14) s< 1
3706               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, 
3707                                      true, I);
3708             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3709               break;
3710             }
3711             break;
3712           }
3713         }
3714   }
3715
3716   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
3717   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
3718     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
3719       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
3720         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
3721         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
3722             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
3723             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
3724                               I.getType(), TD) &&
3725             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
3726                               I.getType(), TD)) {
3727           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createAnd(Op0C->getOperand(0),
3728                                                          Op1C->getOperand(0),
3729                                                          I.getName());
3730           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
3731           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
3732         }
3733       }
3734     
3735   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
3736   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
3737     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
3738       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
3739           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
3740           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
3741         Instruction *NewOp =
3742           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(SI0->getOperand(0),
3743                                                         SI1->getOperand(0),
3744                                                         SI0->getName()), I);
3745         return BinaryOperator::create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
3746                                       SI1->getOperand(1));
3747       }
3748   }
3749
3750   // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
3751   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
3752     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
3753       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
3754           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD)
3755         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
3756           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
3757             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
3758             // false.
3759             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
3760               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3761             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS->getOperand(0),
3762                                 RHS->getOperand(0));
3763           }
3764     }
3765   }
3766       
3767   return Changed ? &I : 0;
3768 }
3769
3770 /// CollectBSwapParts - Look to see if the specified value defines a single byte
3771 /// in the result.  If it does, and if the specified byte hasn't been filled in
3772 /// yet, fill it in and return false.
3773 static bool CollectBSwapParts(Value *V, SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
3774   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
3775   if (I == 0) return true;
3776
3777   // If this is an or instruction, it is an inner node of the bswap.
3778   if (I->getOpcode() == Instruction::Or)
3779     return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), ByteValues) ||
3780            CollectBSwapParts(I->getOperand(1), ByteValues);
3781   
3782   uint32_t BitWidth = I->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
3783   // If this is a shift by a constant int, and it is "24", then its operand
3784   // defines a byte.  We only handle unsigned types here.
3785   if (I->isShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
3786     // Not shifting the entire input by N-1 bytes?
3787     if (cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(BitWidth) !=
3788         8*(ByteValues.size()-1))
3789       return true;
3790     
3791     unsigned DestNo;
3792     if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
3793       // X << 24 defines the top byte with the lowest of the input bytes.
3794       DestNo = ByteValues.size()-1;
3795     } else {
3796       // X >>u 24 defines the low byte with the highest of the input bytes.
3797       DestNo = 0;
3798     }
3799     
3800     // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
3801     // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
3802     if (ByteValues[DestNo] && ByteValues[DestNo] != I->getOperand(0))
3803       return true;
3804     ByteValues[DestNo] = I->getOperand(0);
3805     return false;
3806   }
3807   
3808   // Otherwise, we can only handle and(shift X, imm), imm).  Bail out of if we
3809   // don't have this.
3810   Value *Shift = 0, *ShiftLHS = 0;
3811   ConstantInt *AndAmt = 0, *ShiftAmt = 0;
3812   if (!match(I, m_And(m_Value(Shift), m_ConstantInt(AndAmt))) ||
3813       !match(Shift, m_Shift(m_Value(ShiftLHS), m_ConstantInt(ShiftAmt))))
3814     return true;
3815   Instruction *SI = cast<Instruction>(Shift);
3816
3817   // Make sure that the shift amount is by a multiple of 8 and isn't too big.
3818   if (ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) & 7 ||
3819       ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) > 8*ByteValues.size())
3820     return true;
3821   
3822   // Turn 0xFF -> 0, 0xFF00 -> 1, 0xFF0000 -> 2, etc.
3823   unsigned DestByte;
3824   if (AndAmt->getValue().getActiveBits() > 64)
3825     return true;
3826   uint64_t AndAmtVal = AndAmt->getZExtValue();
3827   for (DestByte = 0; DestByte != ByteValues.size(); ++DestByte)
3828     if (AndAmtVal == uint64_t(0xFF) << 8*DestByte)
3829       break;
3830   // Unknown mask for bswap.
3831   if (DestByte == ByteValues.size()) return true;
3832   
3833   unsigned ShiftBytes = ShiftAmt->getZExtValue()/8;
3834   unsigned SrcByte;
3835   if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
3836     SrcByte = DestByte - ShiftBytes;
3837   else
3838     SrcByte = DestByte + ShiftBytes;
3839   
3840   // If the SrcByte isn't a bswapped value from the DestByte, reject it.
3841   if (SrcByte != ByteValues.size()-DestByte-1)
3842     return true;
3843   
3844   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
3845   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
3846   if (ByteValues[DestByte] && ByteValues[DestByte] != SI->getOperand(0))
3847     return true;
3848   ByteValues[DestByte] = SI->getOperand(0);
3849   return false;
3850 }
3851
3852 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
3853 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
3854 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
3855   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
3856   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16) 
3857     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
3858   
3859   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
3860   /// defines each byte.
3861   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
3862   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
3863     
3864   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
3865   if (CollectBSwapParts(I.getOperand(0), ByteValues) ||
3866       CollectBSwapParts(I.getOperand(1), ByteValues))
3867     return 0;
3868   
3869   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
3870   Value *V = ByteValues[0];
3871   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
3872   
3873   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
3874   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
3875     if (ByteValues[i] != V)
3876       return 0;
3877   const Type *Tys[] = { ITy };
3878   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
3879   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
3880   return new CallInst(F, V);
3881 }
3882
3883
3884 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
3885   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3886   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3887
3888   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
3889     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
3890
3891   // or X, X = X
3892   if (Op0 == Op1)
3893     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3894
3895   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3896   // purpose is to compute bits we don't care about.
3897   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3898     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3899     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3900     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3901                              KnownZero, KnownOne))
3902       return &I;
3903   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3904     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
3905   } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3906     if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
3907       return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
3908   }
3909     
3910
3911   
3912   // or X, -1 == -1
3913   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3914     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
3915     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
3916     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
3917       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS);
3918       InsertNewInstBefore(Or, I);
3919       Or->takeName(Op0);
3920       return BinaryOperator::createAnd(Or, 
3921                ConstantInt::get(RHS->getValue() | C1->getValue()));
3922     }
3923
3924     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
3925     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
3926       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS);
3927       InsertNewInstBefore(Or, I);
3928       Or->takeName(Op0);
3929       return BinaryOperator::createXor(Or,
3930                  ConstantInt::get(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
3931     }
3932
3933     // Try to fold constant and into select arguments.
3934     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3935       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3936         return R;
3937     if (isa<PHINode>(Op0))
3938       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3939         return NV;
3940   }
3941
3942   Value *A = 0, *B = 0;
3943   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
3944
3945   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
3946     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
3947       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3948   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
3949     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
3950       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3951
3952   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
3953   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
3954   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
3955       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
3956       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
3957        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
3958     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
3959       return BSwap;
3960   }
3961   
3962   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
3963   if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
3964       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
3965     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op1);
3966     InsertNewInstBefore(NOr, I);
3967     NOr->takeName(Op0);
3968     return BinaryOperator::createXor(NOr, C1);
3969   }
3970
3971   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
3972   if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
3973       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
3974     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op0);
3975     InsertNewInstBefore(NOr, I);
3976     NOr->takeName(Op0);
3977     return BinaryOperator::createXor(NOr, C1);
3978   }
3979
3980   // (A & C)|(B & D)
3981   Value *C = 0, *D = 0;
3982   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
3983       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
3984     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
3985     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
3986     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
3987     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
3988       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
3989       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
3990       // replace with V+N.
3991       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
3992         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
3993             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
3994           // Add commutes, try both ways.
3995           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
3996             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
3997           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
3998             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
3999         }
4000         // Or commutes, try both ways.
4001         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
4002             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
4003           // Add commutes, try both ways.
4004           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
4005             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4006           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
4007             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4008         }
4009       }
4010       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
4011     }
4012     
4013     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
4014     // terms for V1 & (V2|V3).
4015     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
4016       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
4017         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
4018       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
4019         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
4020       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
4021         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
4022       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
4023         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
4024       
4025       if (V1) {
4026         Value *Or =
4027           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createOr(V2, V3, "tmp"), I);
4028         return BinaryOperator::createAnd(V1, Or);
4029       }
4030     }
4031   }
4032   
4033   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
4034   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
4035     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
4036       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
4037           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
4038           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
4039         Instruction *NewOp =
4040         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createOr(SI0->getOperand(0),
4041                                                      SI1->getOperand(0),
4042                                                      SI0->getName()), I);
4043         return BinaryOperator::create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
4044                                       SI1->getOperand(1));
4045       }
4046   }
4047
4048   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {   // ~A | Op1
4049     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
4050       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4051   } else {
4052     A = 0;
4053   }
4054   // Note, A is still live here!
4055   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)))) {   // Op0 | ~B
4056     if (Op0 == B)
4057       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4058
4059     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
4060     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
4061       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(A, B,
4062                                               I.getName()+".demorgan"), I);
4063       return BinaryOperator::createNot(And);
4064     }
4065   }
4066
4067   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4068   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
4069     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4070       return R;
4071
4072     Value *LHSVal, *RHSVal;
4073     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
4074     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
4075     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
4076       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
4077         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) | (X icmp C2)
4078             // icmp [us][gl]e x, cst is folded to icmp [us][gl]t elsewhere.
4079             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
4080             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
4081             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
4082             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
4083             // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
4084             PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
4085           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
4086           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
4087           bool NeedsSwap;
4088           if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC))
4089             NeedsSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
4090           else
4091             NeedsSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
4092             
4093           if (NeedsSwap) {
4094             std::swap(LHS, RHS);
4095             std::swap(LHSCst, RHSCst);
4096             std::swap(LHSCC, RHSCC);
4097           }
4098
4099           // At this point, we know we have have two icmp instructions
4100           // comparing a value against two constants and or'ing the result
4101           // together.  Because of the above check, we know that we only have
4102           // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
4103           // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
4104           // equal.
4105           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
4106
4107           switch (LHSCC) {
4108           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4109           case ICmpInst::ICMP_EQ:
4110             switch (RHSCC) {
4111             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4112             case ICmpInst::ICMP_EQ:
4113               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {// (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
4114                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
4115                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
4116                                                       LHSVal->getName()+".off");
4117                 InsertNewInstBefore(Add, I);
4118                 AddCST = Subtract(AddOne(RHSCst), LHSCst);
4119                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4120               }
4121               break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4122             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4123             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4124               break;
4125             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4126             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4127             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4128               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4129             }
4130             break;
4131           case ICmpInst::ICMP_NE:
4132             switch (RHSCC) {
4133             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4134             case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4135             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4136             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4137               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4138             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4139             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4140             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4141               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4142             }
4143             break;
4144           case ICmpInst::ICMP_ULT:
4145             switch (RHSCC) {
4146             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4147             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4148               break;
4149             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) ->(X-13) u> 2
4150               // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4151               // this can cause overflow.
4152               if (RHSCst->isMaxValue(false))
4153                 return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4154               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, 
4155                                      false, I);
4156             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4157               break;
4158             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4159             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4160               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4161             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4162               break;
4163             }
4164             break;
4165           case ICmpInst::ICMP_SLT:
4166             switch (RHSCC) {
4167             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4168             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4169               break;
4170             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) ->(X-13) s> 2
4171               // If RHSCst is [us]MAXINT, it is always false.  Not handling
4172               // this can cause overflow.
4173               if (RHSCst->isMaxValue(true))
4174                 return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4175               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, 
4176                                      false, I);
4177             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4178               break;
4179             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4180             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4181               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4182             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4183               break;
4184             }
4185             break;
4186           case ICmpInst::ICMP_UGT:
4187             switch (RHSCC) {
4188             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4189             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4190             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4191               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4192             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4193               break;
4194             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4195             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4196               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4197             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4198               break;
4199             }
4200             break;
4201           case ICmpInst::ICMP_SGT:
4202             switch (RHSCC) {
4203             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4204             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4205             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4206               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4207             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4208               break;
4209             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4210             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4211               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4212             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4213               break;
4214             }
4215             break;
4216           }
4217         }
4218   }
4219     
4220   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4221   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4222     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4223       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4224         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4225         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4226             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4227             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4228                               I.getType(), TD) &&
4229             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4230                               I.getType(), TD)) {
4231           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createOr(Op0C->getOperand(0),
4232                                                         Op1C->getOperand(0),
4233                                                         I.getName());
4234           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4235           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4236         }
4237       }
4238   }
4239   
4240     
4241   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
4242   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4243     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4244       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4245           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO)
4246         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4247           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4248             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4249             // true.
4250             if (LHSC->getValueAPF().isNaN() || RHSC->getValueAPF().isNaN())
4251               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4252             
4253             // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4254             // rest.
4255             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS->getOperand(0),
4256                                 RHS->getOperand(0));
4257           }
4258     }
4259   }
4260
4261   return Changed ? &I : 0;
4262 }
4263
4264 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
4265 struct XorSelf {
4266   Value *RHS;
4267   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
4268   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
4269   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
4270     return &Xor;
4271   }
4272 };
4273
4274
4275 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
4276   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4277   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4278
4279   if (isa<UndefValue>(Op1))
4280     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
4281
4282   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
4283   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
4284     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
4285     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4286   }
4287   
4288   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4289   // purpose is to compute bits we don't care about.
4290   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4291     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4292     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4293     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4294                              KnownZero, KnownOne))
4295       return &I;
4296   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4297     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
4298   }
4299
4300   // Is this a ~ operation?
4301   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
4302     // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
4303     // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
4304     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
4305       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
4306           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4307         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
4308         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
4309           Instruction *NotY =
4310             BinaryOperator::createNot(Op0I->getOperand(1),
4311                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
4312           InsertNewInstBefore(NotY, I);
4313           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
4314             return BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, NotY);
4315           else
4316             return BinaryOperator::createAnd(Op0NotVal, NotY);
4317         }
4318       }
4319     }
4320   }
4321   
4322   
4323   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4324     // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
4325     if (RHS == ConstantInt::getTrue() && Op0->hasOneUse()) {
4326       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4327         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
4328                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
4329
4330       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
4331         return new FCmpInst(FCI->getInversePredicate(),
4332                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
4333     }
4334
4335     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4336       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
4337       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
4338         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
4339           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
4340           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
4341                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
4342           return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
4343         }
4344           
4345       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
4346         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
4347           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
4348           if (RHS->isAllOnesValue()) {
4349             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
4350             return BinaryOperator::createSub(
4351                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
4352                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
4353                                           Op0I->getOperand(0));
4354           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
4355             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
4356             Constant *C = ConstantInt::get(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
4357             return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(0), C);
4358
4359           }
4360         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4361           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
4362           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
4363             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
4364             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
4365             // NewRHS.
4366             Constant *CommonBits = And(Op0CI, RHS);
4367             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
4368                                           ConstantExpr::getNot(CommonBits));
4369             AddToWorkList(Op0I);
4370             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
4371             I.setOperand(1, NewRHS);
4372             return &I;
4373           }
4374         }
4375     }
4376
4377     // Try to fold constant and into select arguments.
4378     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4379       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4380         return R;
4381     if (isa<PHINode>(Op0))
4382       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4383         return NV;
4384   }
4385
4386   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
4387     if (X == Op1)
4388       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4389
4390   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
4391     if (X == Op0)
4392       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4393
4394   
4395   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
4396   if (Op1I) {
4397     Value *A, *B;
4398     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4399       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
4400         Op1I->swapOperands();
4401         I.swapOperands();
4402         std::swap(Op0, Op1);
4403       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
4404         I.swapOperands();     // Simplified below.
4405         std::swap(Op0, Op1);
4406       }
4407     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4408       if (Op0 == A)                                          // A^(A^B) == B
4409         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4410       else if (Op0 == B)                                     // A^(B^A) == B
4411         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4412     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op1I->hasOneUse()){
4413       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
4414         Op1I->swapOperands();
4415         std::swap(A, B);
4416       }
4417       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
4418         I.swapOperands();     // Simplified below.
4419         std::swap(Op0, Op1);
4420       }
4421     }
4422   }
4423   
4424   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
4425   if (Op0I) {
4426     Value *A, *B;
4427     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()) {
4428       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
4429         std::swap(A, B);
4430       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
4431         Instruction *NotB =
4432           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(Op1, "tmp"), I);
4433         return BinaryOperator::createAnd(A, NotB);
4434       }
4435     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4436       if (Op1 == A)                                          // (A^B)^A == B
4437         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4438       else if (Op1 == B)                                     // (B^A)^A == B
4439         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4440     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()){
4441       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
4442         std::swap(A, B);
4443       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
4444           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
4445         Instruction *N =
4446           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(A, "tmp"), I);
4447         return BinaryOperator::createAnd(N, Op1);
4448       }
4449     }
4450   }
4451   
4452   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
4453   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
4454       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
4455       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
4456       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
4457     Instruction *NewOp =
4458       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(Op0I->getOperand(0),
4459                                                     Op1I->getOperand(0),
4460                                                     Op0I->getName()), I);
4461     return BinaryOperator::create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
4462                                   Op1I->getOperand(1));
4463   }
4464     
4465   if (Op0I && Op1I) {
4466     Value *A, *B, *C, *D;
4467     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
4468     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4469         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4470       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4471         return BinaryOperator::createXor(A, B);
4472     }
4473     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
4474     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4475         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4476       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4477         return BinaryOperator::createXor(A, B);
4478     }
4479     
4480     // (A & B)^(C & D)
4481     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
4482         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4483         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4484       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
4485       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
4486       if (A == C)
4487         X = A, Y = B, Z = D;
4488       else if (A == D)
4489         X = A, Y = B, Z = C;
4490       else if (B == C)
4491         X = B, Y = A, Z = D;
4492       else if (B == D)
4493         X = B, Y = A, Z = C;
4494       
4495       if (X) {
4496         Instruction *NewOp =
4497         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
4498         return BinaryOperator::createAnd(NewOp, X);
4499       }
4500     }
4501   }
4502     
4503   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4504   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
4505     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4506       return R;
4507
4508   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
4509   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4510     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4511       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
4512         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4513         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4514             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4515             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4516                               I.getType(), TD) &&
4517             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4518                               I.getType(), TD)) {
4519           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createXor(Op0C->getOperand(0),
4520                                                          Op1C->getOperand(0),
4521                                                          I.getName());
4522           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4523           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4524         }
4525       }
4526   }
4527   return Changed ? &I : 0;
4528 }
4529
4530 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
4531 /// overflowed for this type.
4532 static bool AddWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
4533                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
4534   Result = cast<ConstantInt>(Add(In1, In2));
4535
4536   if (IsSigned)
4537     if (In2->getValue().isNegative())
4538       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
4539     else
4540       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
4541   else
4542     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
4543 }
4544
4545 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
4546 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
4547 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
4548 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
4549   TargetData &TD = IC.getTargetData();
4550   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
4551   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
4552   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
4553
4554   // Build a mask for high order bits.
4555   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSize()*8;
4556   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
4557
4558   for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
4559     Value *Op = GEP->getOperand(i);
4560     uint64_t Size = TD.getABITypeSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
4561     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
4562       if (OpC->isZero()) continue;
4563       
4564       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
4565       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
4566         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
4567         
4568         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
4569           Result = ConstantInt::get(RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
4570         else
4571           Result = IC.InsertNewInstBefore(
4572                    BinaryOperator::createAdd(Result,
4573                                              ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
4574                                              GEP->getName()+".offs"), I);
4575         continue;
4576       }
4577       
4578       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
4579       Constant *OC = ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
4580       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale);
4581       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
4582         Result = ConstantExpr::getAdd(RC, Scale);
4583       else {
4584         // Emit an add instruction.
4585         Result = IC.InsertNewInstBefore(
4586            BinaryOperator::createAdd(Result, Scale,
4587                                      GEP->getName()+".offs"), I);
4588       }
4589       continue;
4590     }
4591     // Convert to correct type.
4592     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
4593       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
4594         Op = ConstantExpr::getSExt(OpC, IntPtrTy);
4595       else
4596         Op = IC.InsertNewInstBefore(new SExtInst(Op, IntPtrTy,
4597                                                  Op->getName()+".c"), I);
4598     }
4599     if (Size != 1) {
4600       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
4601       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
4602         Op = ConstantExpr::getMul(OpC, Scale);
4603       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
4604         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createMul(Op, Scale,
4605                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
4606     }
4607
4608     // Emit an add instruction.
4609     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
4610       Result = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(Op),
4611                                     cast<Constant>(Result));
4612     else
4613       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(Op, Result,
4614                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
4615   }
4616   return Result;
4617 }
4618
4619 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
4620 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
4621 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
4622                                        ICmpInst::Predicate Cond,
4623                                        Instruction &I) {
4624   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
4625
4626   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(RHS))
4627     if (isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType()))
4628       RHS = CI->getOperand(0);
4629
4630   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
4631   if (PtrBase == RHS) {
4632     // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
4633     // This transformation is valid because we know pointers can't overflow.
4634     Value *Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
4635     return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
4636                         Constant::getNullValue(Offset->getType()));
4637   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
4638     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
4639     // compare the base pointer.
4640     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
4641       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
4642       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
4643                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
4644       if (IndicesTheSame)
4645         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4646           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
4647             IndicesTheSame = false;
4648             break;
4649           }
4650
4651       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
4652       if (IndicesTheSame)
4653         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
4654                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
4655
4656       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
4657       // different, bail out.
4658       return 0;
4659     }
4660
4661     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
4662     bool AllZeros = true;
4663     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4664       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
4665           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
4666         AllZeros = false;
4667         break;
4668       }
4669     if (AllZeros)
4670       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
4671                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
4672
4673     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
4674     AllZeros = true;
4675     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4676       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
4677           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
4678         AllZeros = false;
4679         break;
4680       }
4681     if (AllZeros)
4682       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
4683
4684     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
4685       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
4686       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
4687       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
4688       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4689         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
4690           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
4691                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
4692             // Irreconcilable differences.
4693             NumDifferences = 2;
4694             break;
4695           } else {
4696             if (NumDifferences++) break;
4697             DiffOperand = i;
4698           }
4699         }
4700
4701       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
4702         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
4703                                    ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
4704                                                     isTrueWhenEqual(Cond)));
4705
4706       else if (NumDifferences == 1) {
4707         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
4708         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
4709         // Make sure we do a signed comparison here.
4710         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
4711       }
4712     }
4713
4714     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
4715     // the result to fold to a constant!
4716     if ((isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
4717         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
4718       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
4719       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
4720       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
4721       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
4722     }
4723   }
4724   return 0;
4725 }
4726
4727 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
4728   bool Changed = SimplifyCompare(I);
4729   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4730
4731   // Fold trivial predicates.
4732   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4733     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Type::Int1Ty));
4734   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4735     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4736   
4737   // Simplify 'fcmp pred X, X'
4738   if (Op0 == Op1) {
4739     switch (I.getPredicate()) {
4740     default: assert(0 && "Unknown predicate!");
4741     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
4742     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
4743     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
4744       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4745     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
4746     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
4747     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
4748       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
4749       
4750     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
4751     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
4752     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
4753     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
4754       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
4755       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
4756       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
4757       return &I;
4758       
4759     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
4760     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
4761     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
4762     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
4763       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
4764       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
4765       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
4766       return &I;
4767     }
4768   }
4769     
4770   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
4771     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
4772
4773   // Handle fcmp with constant RHS
4774   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
4775     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
4776       switch (LHSI->getOpcode()) {
4777       case Instruction::PHI:
4778         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4779           return NV;
4780         break;
4781       case Instruction::Select:
4782         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
4783         // comparison into the select arms, which will cause one to be
4784         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
4785         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
4786         if (LHSI->hasOneUse()) {
4787           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
4788             // Fold the known value into the constant operand.
4789             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
4790             // Insert a new FCmp of the other select operand.
4791             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
4792                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
4793                                                       I.getName()), I);
4794           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
4795             // Fold the known value into the constant operand.
4796             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
4797             // Insert a new FCmp of the other select operand.
4798             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
4799                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
4800                                                       I.getName()), I);
4801           }
4802         }
4803
4804         if (Op1)
4805           return new SelectInst(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
4806         break;
4807       }
4808   }
4809
4810   return Changed ? &I : 0;
4811 }
4812
4813 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
4814   bool Changed = SimplifyCompare(I);
4815   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4816   const Type *Ty = Op0->getType();
4817
4818   // icmp X, X
4819   if (Op0 == Op1)
4820     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4821                                                    isTrueWhenEqual(I)));
4822
4823   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
4824     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
4825   
4826   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
4827   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
4828   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
4829        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
4830       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
4831        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
4832     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4833                                                    !isTrueWhenEqual(I)));
4834
4835   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
4836   if (Ty == Type::Int1Ty) {
4837     switch (I.getPredicate()) {
4838     default: assert(0 && "Invalid icmp instruction!");
4839     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq bool %A, %B -> ~(A^B)
4840       Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
4841       InsertNewInstBefore(Xor, I);
4842       return BinaryOperator::createNot(Xor);
4843     }
4844     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq bool %A, %B -> A^B
4845       return BinaryOperator::createXor(Op0, Op1);
4846
4847     case ICmpInst::ICMP_UGT:
4848     case ICmpInst::ICMP_SGT:
4849       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp gt -> icmp lt
4850       // FALL THROUGH
4851     case ICmpInst::ICMP_ULT:
4852     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp lt bool A, B -> ~X & Y
4853       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
4854       InsertNewInstBefore(Not, I);
4855       return BinaryOperator::createAnd(Not, Op1);
4856     }
4857     case ICmpInst::ICMP_UGE:
4858     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4859       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ge -> icmp le
4860       // FALL THROUGH
4861     case ICmpInst::ICMP_ULE:
4862     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp le bool %A, %B -> ~A | B
4863       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
4864       InsertNewInstBefore(Not, I);
4865       return BinaryOperator::createOr(Not, Op1);
4866     }
4867     }
4868   }
4869
4870   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
4871   // can be folded into the comparison.
4872   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4873       Value *A, *B;
4874     
4875     // (icmp ne/eq (sub A B) 0) -> (icmp ne/eq A, B)
4876     if (I.isEquality() && CI->isNullValue() &&
4877         match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4878       // (icmp cond A B) if cond is equality
4879       return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, B);
4880     }
4881     
4882     switch (I.getPredicate()) {
4883     default: break;
4884     case ICmpInst::ICMP_ULT:                        // A <u MIN -> FALSE
4885       if (CI->isMinValue(false))
4886         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4887       if (CI->isMaxValue(false))                    // A <u MAX -> A != MAX
4888         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0,Op1);
4889       if (isMinValuePlusOne(CI,false))              // A <u MIN+1 -> A == MIN
4890         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
4891       // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
4892       if (CI->isMinValue(true))
4893         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
4894                             ConstantInt::getAllOnesValue(Op0->getType()));
4895           
4896       break;
4897
4898     case ICmpInst::ICMP_SLT:
4899       if (CI->isMinValue(true))                    // A <s MIN -> FALSE
4900         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4901       if (CI->isMaxValue(true))                    // A <s MAX -> A != MAX
4902         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4903       if (isMinValuePlusOne(CI,true))              // A <s MIN+1 -> A == MIN
4904         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
4905       break;
4906
4907     case ICmpInst::ICMP_UGT:
4908       if (CI->isMaxValue(false))                  // A >u MAX -> FALSE
4909         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4910       if (CI->isMinValue(false))                  // A >u MIN -> A != MIN
4911         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4912       if (isMaxValueMinusOne(CI, false))          // A >u MAX-1 -> A == MAX
4913         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
4914         
4915       // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
4916       if (CI->isMaxValue(true))
4917         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
4918                             ConstantInt::getNullValue(Op0->getType()));
4919       break;
4920
4921     case ICmpInst::ICMP_SGT:
4922       if (CI->isMaxValue(true))                   // A >s MAX -> FALSE
4923         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4924       if (CI->isMinValue(true))                   // A >s MIN -> A != MIN
4925         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4926       if (isMaxValueMinusOne(CI, true))           // A >s MAX-1 -> A == MAX
4927         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
4928       break;
4929
4930     case ICmpInst::ICMP_ULE:
4931       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
4932         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4933       if (CI->isMinValue(false))                 // A <=u MIN -> A == MIN
4934         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4935       if (isMaxValueMinusOne(CI,false))          // A <=u MAX-1 -> A != MAX
4936         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
4937       break;
4938
4939     case ICmpInst::ICMP_SLE:
4940       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
4941         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4942       if (CI->isMinValue(true))                  // A <=s MIN -> A == MIN
4943         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4944       if (isMaxValueMinusOne(CI,true))           // A <=s MAX-1 -> A != MAX
4945         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
4946       break;
4947
4948     case ICmpInst::ICMP_UGE:
4949       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
4950         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4951       if (CI->isMaxValue(false))                 // A >=u MAX -> A == MAX
4952         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4953       if (isMinValuePlusOne(CI,false))           // A >=u MIN-1 -> A != MIN
4954         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
4955       break;
4956
4957     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4958       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
4959         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4960       if (CI->isMaxValue(true))                  // A >=s MAX -> A == MAX
4961         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4962       if (isMinValuePlusOne(CI,true))            // A >=s MIN-1 -> A != MIN
4963         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
4964       break;
4965     }
4966
4967     // If we still have a icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
4968     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  Since the border cases have
4969     // already been handled above, this requires little checking.
4970     //
4971     switch (I.getPredicate()) {
4972     default: break;
4973     case ICmpInst::ICMP_ULE: 
4974       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, AddOne(CI));
4975     case ICmpInst::ICMP_SLE:
4976       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0, AddOne(CI));
4977     case ICmpInst::ICMP_UGE:
4978       return new ICmpInst( ICmpInst::ICMP_UGT, Op0, SubOne(CI));
4979     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4980       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0, SubOne(CI));
4981     }
4982     
4983     // See if we can fold the comparison based on bits known to be zero or one
4984     // in the input.  If this comparison is a normal comparison, it demands all
4985     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
4986     
4987     bool UnusedBit;
4988     bool isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
4989     
4990     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
4991     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4992     if (SimplifyDemandedBits(Op0, 
4993                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
4994                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4995                              KnownZero, KnownOne, 0))
4996       return &I;
4997         
4998     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
4999     // in.
5000     if ((KnownOne | KnownZero) != 0) {
5001       // Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
5002       // EQ and NE we use unsigned values.
5003       APInt Min(BitWidth, 0), Max(BitWidth, 0);
5004       const APInt& RHSVal = CI->getValue();
5005       if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate())) {
5006         ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
5007                                                Max);
5008       } else {
5009         ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
5010                                                  Max);
5011       }
5012       switch (I.getPredicate()) {  // LE/GE have been folded already.
5013       default: assert(0 && "Unknown icmp opcode!");
5014       case ICmpInst::ICMP_EQ:
5015         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5016           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5017         break;
5018       case ICmpInst::ICMP_NE:
5019         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
5020           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5021         break;
5022       case ICmpInst::ICMP_ULT:
5023         if (Max.ult(RHSVal))
5024           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5025         if (Min.uge(RHSVal))
5026           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5027         break;
5028       case ICmpInst::ICMP_UGT:
5029         if (Min.ugt(RHSVal))
5030           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5031         if (Max.ule(RHSVal))
5032           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5033         break;
5034       case ICmpInst::ICMP_SLT:
5035         if (Max.slt(RHSVal))
5036           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5037         if (Min.sgt(RHSVal))
5038           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5039         break;
5040       case ICmpInst::ICMP_SGT: 
5041         if (Min.sgt(RHSVal))
5042           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
5043         if (Max.sle(RHSVal))
5044           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
5045         break;
5046       }
5047     }
5048           
5049     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
5050     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
5051     // instruction can be folded into the icmp 
5052     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5053       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
5054         return Res;
5055   }
5056
5057   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
5058   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5059     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
5060       switch (LHSI->getOpcode()) {
5061       case Instruction::GetElementPtr:
5062         if (RHSC->isNullValue()) {
5063           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
5064           bool isAllZeros = true;
5065           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
5066             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
5067                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
5068               isAllZeros = false;
5069               break;
5070             }
5071           if (isAllZeros)
5072             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
5073                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
5074         }
5075         break;
5076
5077       case Instruction::PHI:
5078         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5079           return NV;
5080         break;
5081       case Instruction::Select: {
5082         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
5083         // comparison into the select arms, which will cause one to be
5084         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5085         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5086         if (LHSI->hasOneUse()) {
5087           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5088             // Fold the known value into the constant operand.
5089             Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5090             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5091             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5092                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
5093                                                    I.getName()), I);
5094           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5095             // Fold the known value into the constant operand.
5096             Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5097             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5098             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5099                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
5100                                                    I.getName()), I);
5101           }
5102         }
5103
5104         if (Op1)
5105           return new SelectInst(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5106         break;
5107       }
5108       case Instruction::Malloc:
5109         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
5110         // can assume it is successful and remove the malloc.
5111         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
5112           AddToWorkList(LHSI);
5113           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5114                                                          !isTrueWhenEqual(I)));
5115         }
5116         break;
5117       }
5118   }
5119
5120   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
5121   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
5122     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
5123       return NI;
5124   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
5125     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
5126                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
5127       return NI;
5128
5129   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
5130   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
5131   // now.
5132   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
5133     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
5134         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
5135       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
5136       // operand, where it can often be eliminated completely.
5137       Op0 = CI->getOperand(0);
5138
5139       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
5140       // so eliminate it as well.
5141       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
5142         Op1 = CI2->getOperand(0);
5143
5144       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
5145       if (Op0->getType() != Op1->getType())
5146         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5147           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
5148         } else {
5149           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
5150           Op1 = InsertBitCastBefore(Op1, Op0->getType(), I);
5151         }
5152       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
5153     }
5154   }
5155   
5156   if (isa<CastInst>(Op0)) {
5157     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
5158     // This comes up when you have code like
5159     //   int X = A < B;
5160     //   if (X) ...
5161     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
5162     // with a constant or another cast from the same type.
5163     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
5164       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
5165         return R;
5166   }
5167   
5168   if (I.isEquality()) {
5169     Value *A, *B, *C, *D;
5170     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5171       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
5172         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
5173         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
5174                             Constant::getNullValue(A->getType()));
5175       }
5176
5177       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5178         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
5179         if (ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(B))
5180           if (ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D))
5181             if (Op1->hasOneUse()) {
5182               Constant *NC = ConstantInt::get(C1->getValue() ^ C2->getValue());
5183               Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(C, NC, "tmp");
5184               return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
5185                                   InsertNewInstBefore(Xor, I));
5186             }
5187         
5188         // A^B == A^D -> B == D
5189         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
5190         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
5191         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
5192         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
5193       }
5194     }
5195     
5196     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5197         (A == Op0 || B == Op0)) {
5198       // A == (A^B)  ->  B == 0
5199       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
5200       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
5201                           Constant::getNullValue(A->getType()));
5202     }
5203     if (match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op1) {
5204       // (A-B) == A  ->  B == 0
5205       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5206                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5207     }
5208     if (match(Op1, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op0) {
5209       // A == (A-B)  ->  B == 0
5210       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5211                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5212     }
5213     
5214     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
5215     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
5216         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
5217         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5218       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5219       
5220       if (A == C) {
5221         X = B; Y = D; Z = A;
5222       } else if (A == D) {
5223         X = B; Y = C; Z = A;
5224       } else if (B == C) {
5225         X = A; Y = D; Z = B;
5226       } else if (B == D) {
5227         X = A; Y = C; Z = B;
5228       }
5229       
5230       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
5231         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(X, Y, "tmp"), I);
5232         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
5233         I.setOperand(0, Op1);
5234         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
5235         return &I;
5236       }
5237     }
5238   }
5239   return Changed ? &I : 0;
5240 }
5241
5242
5243 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
5244 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
5245 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
5246                                           ConstantInt *DivRHS) {
5247   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
5248   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
5249   
5250   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
5251   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
5252   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
5253   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
5254   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
5255   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
5256   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
5257   // if it finds it. 
5258   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
5259   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
5260     return 0;
5261   if (DivRHS->isZero())
5262     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
5263
5264   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
5265   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
5266   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
5267   // instead of computing a divide. 
5268   ConstantInt *Prod = Multiply(CmpRHS, DivRHS);
5269
5270   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
5271   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
5272   // as in the LHS instruction that we're folding. 
5273   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
5274                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
5275
5276   // Get the ICmp opcode
5277   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
5278
5279   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
5280   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
5281   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
5282   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
5283   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
5284   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
5285   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
5286   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
5287   ConstantInt *LoBound = 0, *HiBound = 0;
5288   
5289   
5290   if (!DivIsSigned) {  // udiv
5291     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
5292     LoBound = Prod;
5293     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
5294     if (!HiOverflow)
5295       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, false);
5296   } else if (DivRHS->getValue().isStrictlyPositive()) { // Divisor is > 0.
5297     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
5298       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
5299       LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
5300       HiBound = DivRHS;
5301     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / pos) op pos
5302       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
5303       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
5304       if (!HiOverflow)
5305         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
5306     } else {                       // (X / pos) op neg
5307       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
5308       Constant *DivRHSH = ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS));
5309       LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod,
5310                                    cast<ConstantInt>(DivRHSH), true) ? -1 : 0;
5311       HiBound = AddOne(Prod);
5312       HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
5313     }
5314   } else if (DivRHS->getValue().isNegative()) { // Divisor is < 0.
5315     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
5316       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
5317       LoBound = AddOne(DivRHS);
5318       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
5319       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
5320         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
5321         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
5322       }
5323     } else if (CmpRHSV.isStrictlyPositive()) {   // (X / neg) op pos
5324       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
5325       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
5326       if (!LoOverflow)
5327         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod, AddOne(DivRHS), true) ?-1:0;
5328       HiBound = AddOne(Prod);
5329     } else {                       // (X / neg) op neg
5330       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
5331       LoBound = Prod;
5332       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? 1 : 0;
5333       HiBound = Subtract(Prod, DivRHS);
5334     }
5335     
5336     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
5337     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
5338   }
5339
5340   Value *X = DivI->getOperand(0);
5341   switch (Pred) {
5342   default: assert(0 && "Unhandled icmp opcode!");
5343   case ICmpInst::ICMP_EQ:
5344     if (LoOverflow && HiOverflow)
5345       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5346     else if (HiOverflow)
5347       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
5348                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
5349     else if (LoOverflow)
5350       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
5351                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
5352     else
5353       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
5354   case ICmpInst::ICMP_NE:
5355     if (LoOverflow && HiOverflow)
5356       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5357     else if (HiOverflow)
5358       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
5359                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
5360     else if (LoOverflow)
5361       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
5362                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5363     else
5364       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
5365   case ICmpInst::ICMP_ULT:
5366   case ICmpInst::ICMP_SLT:
5367     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
5368       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5369     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
5370       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5371     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
5372   case ICmpInst::ICMP_UGT:
5373   case ICmpInst::ICMP_SGT:
5374     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
5375       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5376     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
5377       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5378     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
5379       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5380     else
5381       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
5382   }
5383 }
5384
5385
5386 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
5387 ///
5388 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
5389                                                           Instruction *LHSI,
5390                                                           ConstantInt *RHS) {
5391   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
5392   
5393   switch (LHSI->getOpcode()) {
5394   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
5395     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
5396       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
5397       // fold the xor.
5398       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0 ||
5399           ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue()) {
5400         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
5401         
5402         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
5403         // the operation, just stop using the Xor.
5404         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
5405           ICI.setOperand(0, CompareVal);
5406           AddToWorkList(LHSI);
5407           return &ICI;
5408         }
5409         
5410         // Was the old condition true if the operand is positive?
5411         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
5412         
5413         // If so, the new one isn't.
5414         isTrueIfPositive ^= true;
5415         
5416         if (isTrueIfPositive)
5417           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal, SubOne(RHS));
5418         else
5419           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal, AddOne(RHS));
5420       }
5421     }
5422     break;
5423   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
5424     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
5425         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
5426       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5427       
5428       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
5429       // and/compare to be the input width without changing the value
5430       // produced, eliminating a cast.
5431       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
5432         // We can do this transformation if either the AND constant does not
5433         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
5434         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
5435         // bit would not work.
5436         if (Cast->hasOneUse() &&
5437             (ICI.isEquality() || AndCST->getValue().isNonNegative() && 
5438              RHSV.isNonNegative())) {
5439           uint32_t BitWidth = 
5440             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
5441           APInt NewCST = AndCST->getValue();
5442           NewCST.zext(BitWidth);
5443           APInt NewCI = RHSV;
5444           NewCI.zext(BitWidth);
5445           Instruction *NewAnd = 
5446             BinaryOperator::createAnd(Cast->getOperand(0),
5447                                       ConstantInt::get(NewCST),LHSI->getName());
5448           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5449           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
5450                               ConstantInt::get(NewCI));
5451         }
5452       }
5453       
5454       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
5455       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
5456       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
5457       // access.
5458       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
5459       if (Shift && !Shift->isShift())
5460         Shift = 0;
5461       
5462       ConstantInt *ShAmt;
5463       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
5464       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
5465       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
5466       
5467       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
5468       // into the mask.  This can only happen with signed shift
5469       // rights, as they sign-extend.
5470       if (ShAmt) {
5471         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
5472         if (!CanFold) {
5473           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
5474           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
5475           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
5476           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
5477           
5478           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
5479           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
5480                AndCST->getValue()) == 0)
5481             CanFold = true;
5482         }
5483         
5484         if (CanFold) {
5485           Constant *NewCst;
5486           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5487             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
5488           else
5489             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
5490           
5491           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
5492           // compared.
5493           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != RHS) {
5494             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
5495             // As a special case, check to see if this means that the
5496             // result is always true or false now.
5497             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
5498               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5499             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
5500               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5501           } else {
5502             ICI.setOperand(1, NewCst);
5503             Constant *NewAndCST;
5504             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5505               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
5506             else
5507               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
5508             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
5509             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
5510             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
5511             AddUsesToWorkList(ICI);
5512             return &ICI;
5513           }
5514         }
5515       }
5516       
5517       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
5518       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
5519       // of a loop if Y is invariant and X is not.
5520       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
5521           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
5522           isa<Instruction>(Shift->getOperand(0))) {
5523         // Compute C << Y.
5524         Value *NS;
5525         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
5526           NS = BinaryOperator::createShl(AndCST, 
5527                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
5528         } else {
5529           // Insert a logical shift.
5530           NS = BinaryOperator::createLShr(AndCST,
5531                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
5532         }
5533         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
5534         
5535         // Compute X & (C << Y).
5536         Instruction *NewAnd = 
5537           BinaryOperator::createAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
5538         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5539         
5540         ICI.setOperand(0, NewAnd);
5541         return &ICI;
5542       }
5543     }
5544     break;
5545     
5546   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
5547     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5548     if (!ShAmt) break;
5549     
5550     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
5551     
5552     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
5553     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
5554     // simplified.
5555     if (ShAmt->uge(TypeBits))
5556       break;
5557     
5558     if (ICI.isEquality()) {
5559       // If we are comparing against bits always shifted out, the
5560       // comparison cannot succeed.
5561       Constant *Comp =
5562         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt), ShAmt);
5563       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
5564         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5565         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
5566         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
5567       }
5568       
5569       if (LHSI->hasOneUse()) {
5570         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
5571         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
5572         Constant *Mask =
5573           ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits-ShAmtVal));
5574         
5575         Instruction *AndI =
5576           BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
5577                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
5578         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5579         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
5580                             ConstantInt::get(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
5581       }
5582     }
5583     
5584     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
5585     bool TrueIfSigned = false;
5586     if (LHSI->hasOneUse() &&
5587         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
5588       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
5589       Constant *Mask = ConstantInt::get(APInt(TypeBits, 1) <<
5590                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
5591       Instruction *AndI =
5592         BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
5593                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
5594       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5595       
5596       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
5597                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
5598     }
5599     break;
5600   }
5601     
5602   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
5603   case Instruction::AShr: {
5604     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5605     if (!ShAmt) break;
5606
5607     if (ICI.isEquality()) {
5608       // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
5609       // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
5610       // simplified.
5611       uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
5612       if (ShAmt->uge(TypeBits))
5613         break;
5614       uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
5615       
5616       // If we are comparing against bits always shifted out, the
5617       // comparison cannot succeed.
5618       APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
5619       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
5620         Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
5621       else
5622         Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
5623       
5624       if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
5625         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5626         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
5627         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
5628       }
5629       
5630       if (LHSI->hasOneUse() || RHSV == 0) {
5631         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
5632         APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
5633         Constant *Mask = ConstantInt::get(Val);
5634         
5635         Instruction *AndI =
5636           BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
5637                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
5638         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5639         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
5640                             ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
5641       }
5642     }
5643     break;
5644   }
5645     
5646   case Instruction::SDiv:
5647   case Instruction::UDiv:
5648     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
5649     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
5650     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
5651     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
5652     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
5653     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
5654     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
5655       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
5656                                           DivRHS))
5657         return R;
5658     break;
5659
5660   case Instruction::Add:
5661     // Fold: icmp pred (add, X, C1), C2
5662
5663     if (!ICI.isEquality()) {
5664       ConstantInt *LHSC = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5665       if (!LHSC) break;
5666       const APInt &LHSV = LHSC->getValue();
5667
5668       ConstantRange CR = ICI.makeConstantRange(ICI.getPredicate(), RHSV)
5669                             .subtract(LHSV);
5670
5671       if (ICI.isSignedPredicate()) {
5672         if (CR.getLower().isSignBit()) {
5673           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSI->getOperand(0),
5674                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
5675         } else if (CR.getUpper().isSignBit()) {
5676           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHSI->getOperand(0),
5677                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
5678         }
5679       } else {
5680         if (CR.getLower().isMinValue()) {
5681           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSI->getOperand(0),
5682                               ConstantInt::get(CR.getUpper()));
5683         } else if (CR.getUpper().isMinValue()) {
5684           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHSI->getOperand(0),
5685                               ConstantInt::get(CR.getLower()));
5686         }
5687       }
5688     }
5689     break;
5690   }
5691   
5692   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
5693   if (ICI.isEquality()) {
5694     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5695     
5696     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
5697     // the second operand is a constant, simplify a bit.
5698     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
5699       switch (BO->getOpcode()) {
5700       case Instruction::SRem:
5701         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
5702         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
5703           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
5704           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
5705             Instruction *NewRem =
5706               BinaryOperator::createURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
5707                                          BO->getName());
5708             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
5709             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem, 
5710                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
5711           }
5712         }
5713         break;
5714       case Instruction::Add:
5715         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
5716         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
5717           if (BO->hasOneUse())
5718             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
5719                                 Subtract(RHS, BOp1C));
5720         } else if (RHSV == 0) {
5721           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
5722           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
5723           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
5724           
5725           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
5726             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
5727           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
5728             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
5729           else if (BO->hasOneUse()) {
5730             Instruction *Neg = BinaryOperator::createNeg(BOp1);
5731             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
5732             Neg->takeName(BO);
5733             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
5734           }
5735         }
5736         break;
5737       case Instruction::Xor:
5738         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
5739         // the explicit xor.
5740         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
5741           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
5742                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
5743         
5744         // FALLTHROUGH
5745       case Instruction::Sub:
5746         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
5747         if (RHSV == 0)
5748           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
5749                               BO->getOperand(1));
5750         break;
5751         
5752       case Instruction::Or:
5753         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
5754         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
5755         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
5756           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
5757           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
5758             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5759                                                              isICMP_NE));
5760         }
5761         break;
5762         
5763       case Instruction::And:
5764         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
5765           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
5766           // comparison can never succeed!
5767           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
5768             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5769                                                              isICMP_NE));
5770           
5771           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
5772           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
5773             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
5774                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
5775                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
5776           
5777           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
5778           if (isSignBit(BOC)) {
5779             Value *X = BO->getOperand(0);
5780             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
5781             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
5782               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
5783             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
5784           }
5785           
5786           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
5787           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
5788             Value *X = BO->getOperand(0);
5789             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
5790             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
5791               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
5792             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
5793           }
5794         }
5795       default: break;
5796       }
5797     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
5798       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
5799       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
5800         AddToWorkList(II);
5801         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
5802         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHSV.byteSwap()));
5803         return &ICI;
5804       }
5805     }
5806   } else {  // Not a ICMP_EQ/ICMP_NE
5807             // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
5808             // then since we know the RHS is a constant, try to simlify.
5809     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(LHSI)) {
5810       Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
5811       const Type *SrcTy = CastOp->getType();
5812       uint32_t SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
5813       if (SrcTy->isInteger() && 
5814           SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5815         // If this is an unsigned comparison, try to make the comparison use
5816         // smaller constant values.
5817         if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSV.isSignBit()) {
5818           // X u< 128 => X s> -1
5819           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CastOp, 
5820                            ConstantInt::get(APInt::getAllOnesValue(SrcTySize)));
5821         } else if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
5822                    RHSV == APInt::getSignedMaxValue(SrcTySize)) {
5823           // X u> 127 => X s< 0
5824           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CastOp, 
5825                               Constant::getNullValue(SrcTy));
5826         }
5827       }
5828     }
5829   }
5830   return 0;
5831 }
5832
5833 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
5834 /// We only handle extending casts so far.
5835 ///
5836 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
5837   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
5838   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
5839   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
5840   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
5841   Value *RHSCIOp;
5842
5843   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
5844   // integer type is the same size as the pointer type.
5845   if (LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
5846       getTargetData().getPointerSizeInBits() == 
5847          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
5848     Value *RHSOp = 0;
5849     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
5850       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
5851     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
5852       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
5853       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
5854       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
5855         RHSOp = InsertBitCastBefore(RHSOp, LHSCIOp->getType(), ICI);
5856     }
5857
5858     if (RHSOp)
5859       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
5860   }
5861   
5862   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
5863   // Enforce this.
5864   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
5865       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
5866     return 0;
5867
5868   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
5869   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
5870
5871   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
5872     // Not an extension from the same type?
5873     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
5874     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
5875       return 0;
5876     
5877     // If the signedness of the two casts doesn't agree (i.e. one is a sext
5878     // and the other is a zext), then we can't handle this.
5879     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
5880       return 0;
5881
5882     // Deal with equality cases early.
5883     if (ICI.isEquality())
5884       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
5885
5886     // A signed comparison of sign extended values simplifies into a
5887     // signed comparison.
5888     if (isSignedCmp && isSignedExt)
5889       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
5890
5891     // The other three cases all fold into an unsigned comparison.
5892     return new ICmpInst(ICI.getUnsignedPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
5893   }
5894
5895   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
5896   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
5897   if (!CI)
5898     return 0;
5899
5900   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
5901   // reextended to DestTy.
5902   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
5903   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(), Res1, DestTy);
5904
5905   // If the re-extended constant didn't change...
5906   if (Res2 == CI) {
5907     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
5908     // For example, we might have:
5909     //    %A = sext short %X to uint
5910     //    %B = icmp ugt uint %A, 1330
5911     // It is incorrect to transform this into 
5912     //    %B = icmp ugt short %X, 1330 
5913     // because %A may have negative value. 
5914     //
5915     // However, it is OK if SrcTy is bool (See cast-set.ll testcase)
5916     // OR operation is EQ/NE.
5917     if (isSignedExt == isSignedCmp || SrcTy == Type::Int1Ty || ICI.isEquality())
5918       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
5919     else
5920       return 0;
5921   }
5922
5923   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
5924   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
5925
5926   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
5927   // point so handle the ICI.isEquality() cases
5928   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
5929     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5930   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
5931     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5932
5933   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
5934   // should have been folded away previously and not enter in here.
5935   Value *Result;
5936   if (isSignedCmp) {
5937     // We're performing a signed comparison.
5938     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
5939       Result = ConstantInt::getFalse();          // X < (small) --> false
5940     else
5941       Result = ConstantInt::getTrue();           // X < (large) --> true
5942   } else {
5943     // We're performing an unsigned comparison.
5944     if (isSignedExt) {
5945       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
5946       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
5947       Constant *NegOne = ConstantInt::getAllOnesValue(SrcTy);
5948       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHSCIOp,
5949                                    NegOne, ICI.getName()), ICI);
5950     } else {
5951       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
5952       Result = ConstantInt::getTrue();
5953     }
5954   }
5955
5956   // Finally, return the value computed.
5957   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5958       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT) {
5959     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
5960   } else {
5961     assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
5962             ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
5963            "ICmp should be folded!");
5964     if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
5965       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
5966     else
5967       return BinaryOperator::createNot(Result);
5968   }
5969 }
5970
5971 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
5972   return commonShiftTransforms(I);
5973 }
5974
5975 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
5976   return commonShiftTransforms(I);
5977 }
5978
5979 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
5980   if (Instruction *R = commonShiftTransforms(I))
5981     return R;
5982   
5983   Value *Op0 = I.getOperand(0);
5984   
5985   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
5986   if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
5987     if (CSI->isAllOnesValue())
5988       return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
5989   
5990   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
5991   if (MaskedValueIsZero(Op0, 
5992                       APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits())))
5993     return BinaryOperator::createLShr(Op0, I.getOperand(1));
5994   
5995   return 0;
5996 }
5997
5998 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
5999   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
6000   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
6001
6002   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
6003   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
6004   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
6005       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
6006     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6007   
6008   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
6009     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
6010       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
6011     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
6012       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6013   }
6014   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
6015     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
6016       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
6017     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
6018       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
6019   }
6020
6021   // Try to fold constant and into select arguments.
6022   if (isa<Constant>(Op0))
6023     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
6024       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
6025         return R;
6026
6027   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
6028     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
6029       return Res;
6030   return 0;
6031 }
6032
6033 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
6034                                                BinaryOperator &I) {
6035   bool isLeftShift    = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
6036
6037   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
6038   // purpose is to compute bits we don't care about.
6039   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6040   APInt KnownZero(TypeBits, 0), KnownOne(TypeBits, 0);
6041   if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(TypeBits),
6042                            KnownZero, KnownOne))
6043     return &I;
6044   
6045   // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
6046   // of a signed value.
6047   //
6048   if (Op1->uge(TypeBits)) {
6049     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
6050       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
6051     else {
6052       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
6053       return &I;
6054     }
6055   }
6056   
6057   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
6058   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
6059     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
6060       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
6061         return BinaryOperator::createMul(BO->getOperand(0),
6062                                          ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
6063   
6064   // Try to fold constant and into select arguments.
6065   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
6066     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
6067       return R;
6068   if (isa<PHINode>(Op0))
6069     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
6070       return NV;
6071   
6072   // Fold shift2(trunc(shift1(x,c1)), c2) -> trunc(shift2(shift1(x,c1),c2))
6073   if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(Op0)) {
6074     Instruction *TrOp = dyn_cast<Instruction>(TI->getOperand(0));
6075     // If 'shift2' is an ashr, we would have to get the sign bit into a funny
6076     // place.  Don't try to do this transformation in this case.  Also, we
6077     // require that the input operand is a shift-by-constant so that we have
6078     // confidence that the shifts will get folded together.  We could do this
6079     // xform in more cases, but it is unlikely to be profitable.
6080     if (TrOp && I.isLogicalShift() && TrOp->isShift() && 
6081         isa<ConstantInt>(TrOp->getOperand(1))) {
6082       // Okay, we'll do this xform.  Make the shift of shift.
6083       Constant *ShAmt = ConstantExpr::getZExt(Op1, TrOp->getType());
6084       Instruction *NSh = BinaryOperator::create(I.getOpcode(), TrOp, ShAmt,
6085                                                 I.getName());
6086       InsertNewInstBefore(NSh, I); // (shift2 (shift1 & 0x00FF), c2)
6087
6088       // For logical shifts, the truncation has the effect of making the high
6089       // part of the register be zeros.  Emulate this by inserting an AND to
6090       // clear the top bits as needed.  This 'and' will usually be zapped by
6091       // other xforms later if dead.
6092       unsigned SrcSize = TrOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6093       unsigned DstSize = TI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6094       APInt MaskV(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, DstSize));
6095       
6096       // The mask we constructed says what the trunc would do if occurring
6097       // between the shifts.  We want to know the effect *after* the second
6098       // shift.  We know that it is a logical shift by a constant, so adjust the
6099       // mask as appropriate.
6100       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl)
6101         MaskV <<= Op1->getZExtValue();
6102       else {
6103         assert(I.getOpcode() == Instruction::LShr && "Unknown logical shift");
6104         MaskV = MaskV.lshr(Op1->getZExtValue());
6105       }
6106
6107       Instruction *And = BinaryOperator::createAnd(NSh, ConstantInt::get(MaskV),
6108                                                    TI->getName());
6109       InsertNewInstBefore(And, I); // shift1 & 0x00FF
6110
6111       // Return the value truncated to the interesting size.
6112       return new TruncInst(And, I.getType());
6113     }
6114   }
6115   
6116   if (Op0->hasOneUse()) {
6117     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
6118       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6119       Value *V1, *V2;
6120       ConstantInt *CC;
6121       switch (Op0BO->getOpcode()) {
6122         default: break;
6123         case Instruction::Add:
6124         case Instruction::And:
6125         case Instruction::Or:
6126         case Instruction::Xor: {
6127           // These operators commute.
6128           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6129           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
6130               match(Op0BO->getOperand(1),
6131                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
6132             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6133                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
6134                                             Op0BO->getName());
6135             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6136             Instruction *X = 
6137               BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
6138                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
6139             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
6140             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6141             return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(
6142                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
6143           }
6144           
6145           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
6146           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
6147           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
6148               match(Op0BOOp1, 
6149                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),m_ConstantInt(CC))) &&
6150               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6151               V2 == Op1) {
6152             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6153                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
6154                                                      Op0BO->getName());
6155             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6156             Instruction *XM =
6157               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
6158                                         V1->getName()+".mask");
6159             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
6160             
6161             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
6162           }
6163         }
6164           
6165         // FALL THROUGH.
6166         case Instruction::Sub: {
6167           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6168           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6169               match(Op0BO->getOperand(0),
6170                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
6171             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6172                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
6173                                                      Op0BO->getName());
6174             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6175             Instruction *X =
6176               BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
6177                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
6178             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
6179             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6180             return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(
6181                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
6182           }
6183           
6184           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
6185           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6186               match(Op0BO->getOperand(0),
6187                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
6188                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
6189               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
6190                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6191             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6192                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
6193                                                      Op0BO->getName());
6194             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6195             Instruction *XM =
6196               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
6197                                         V1->getName()+".mask");
6198             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
6199             
6200             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
6201           }
6202           
6203           break;
6204         }
6205       }
6206       
6207       
6208       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
6209       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
6210       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
6211         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
6212         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
6213         
6214         switch (Op0BO->getOpcode()) {
6215           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
6216           case Instruction::Add:
6217             isValid = isLeftShift;
6218             break;
6219           case Instruction::Or:
6220           case Instruction::Xor:
6221             highBitSet = false;
6222             break;
6223           case Instruction::And:
6224             highBitSet = true;
6225             break;
6226         }
6227         
6228         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
6229         // by the logical operation, do not perform the transformation.
6230         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
6231         // the constant which would cause it to be modified for this
6232         // operation.
6233         //
6234         if (isValid && I.getOpcode() == Instruction::AShr)
6235           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
6236         
6237         if (isValid) {
6238           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
6239           
6240           Instruction *NewShift =
6241             BinaryOperator::create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
6242           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
6243           NewShift->takeName(Op0BO);
6244           
6245           return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
6246                                         NewRHS);
6247         }
6248       }
6249     }
6250   }
6251   
6252   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
6253   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
6254   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
6255     ShiftOp = 0;
6256   
6257   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
6258     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
6259     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
6260     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6261     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
6262     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
6263     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
6264     
6265     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
6266     if (AmtSum > TypeBits)
6267       AmtSum = TypeBits;
6268     
6269     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
6270     
6271     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
6272     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
6273       return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), X,
6274                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6275     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
6276                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
6277       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
6278       return BinaryOperator::createLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6279     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
6280                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6281       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
6282       Instruction *Shift =
6283         BinaryOperator::createAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6284       InsertNewInstBefore(Shift, I);
6285
6286       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6287       return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6288     }
6289     
6290     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
6291     // right.  See if the amounts are equal.
6292     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
6293       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
6294       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6295         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
6296         return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
6297       }
6298       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
6299       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6300         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
6301         return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
6302       }
6303       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
6304       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
6305       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
6306       // generators.
6307       const Type *SExtType = 0;
6308       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
6309       case 1  :
6310       case 8  :
6311       case 16 :
6312       case 32 :
6313       case 64 :
6314       case 128:
6315         SExtType = IntegerType::get(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
6316         break;
6317       default: break;
6318       }
6319       if (SExtType) {
6320         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
6321         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
6322         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
6323       }
6324       // Otherwise, we can't handle it yet.
6325     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
6326       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
6327       
6328       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
6329       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6330         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
6331                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
6332         Instruction *Shift =
6333           BinaryOperator::createShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6334         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6335         
6336         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6337         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6338       }
6339       
6340       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
6341       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6342         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
6343         Instruction *Shift =
6344           BinaryOperator::createLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6345         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6346         
6347         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6348         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6349       }
6350       
6351       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
6352     } else {
6353       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
6354       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
6355
6356       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
6357       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6358         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
6359                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
6360         Instruction *Shift =
6361           BinaryOperator::create(ShiftOp->getOpcode(), X,
6362                                  ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6363         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6364         
6365         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6366         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6367       }
6368       
6369       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
6370       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6371         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
6372         Instruction *Shift =
6373           BinaryOperator::createShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6374         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6375         
6376         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6377         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6378       }
6379       
6380       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
6381     }
6382   }
6383   return 0;
6384 }
6385
6386
6387 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
6388 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
6389 /// X*Scale+Offset.
6390 ///
6391 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
6392                                         int &Offset) {
6393   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
6394   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
6395     Offset = CI->getZExtValue();
6396     Scale  = 0;
6397     return ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
6398   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
6399     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6400       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
6401         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
6402         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
6403         Offset = 0;
6404         return I->getOperand(0);
6405       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
6406         // This value is scaled by 'RHS'.
6407         Scale = RHS->getZExtValue();
6408         Offset = 0;
6409         return I->getOperand(0);
6410       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
6411         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
6412         // where C1 is divisible by C2.
6413         unsigned SubScale;
6414         Value *SubVal = 
6415           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
6416         Offset += RHS->getZExtValue();
6417         Scale = SubScale;
6418         return SubVal;
6419       }
6420     }
6421   }
6422
6423   // Otherwise, we can't look past this.
6424   Scale = 1;
6425   Offset = 0;
6426   return Val;
6427 }
6428
6429
6430 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
6431 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
6432 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
6433                                                    AllocationInst &AI) {
6434   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
6435   
6436   // Remove any uses of AI that are dead.
6437   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
6438   
6439   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
6440     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
6441     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
6442       while (UI != E && *UI == User)
6443         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
6444       
6445       ++NumDeadInst;
6446       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
6447       EraseInstFromFunction(*User);
6448     }
6449   }
6450   
6451   // Get the type really allocated and the type casted to.
6452   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
6453   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
6454   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
6455
6456   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
6457   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
6458   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
6459
6460   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
6461   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
6462   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
6463   if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
6464
6465   uint64_t AllocElTySize = TD->getABITypeSize(AllocElTy);
6466   uint64_t CastElTySize = TD->getABITypeSize(CastElTy);
6467   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
6468
6469   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
6470   // size argument.
6471   unsigned ArraySizeScale;
6472   int ArrayOffset;
6473   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
6474     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
6475  
6476   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
6477   // do the xform.
6478   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
6479       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
6480
6481   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
6482   Value *Amt = 0;
6483   if (Scale == 1) {
6484     Amt = NumElements;
6485   } else {
6486     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
6487     Amt = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Scale);
6488     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
6489       Amt = Multiply(cast<ConstantInt>(NumElements), cast<ConstantInt>(Amt));
6490     // otherwise multiply the amount and the number of elements
6491     else if (Scale != 1) {
6492       Instruction *Tmp = BinaryOperator::createMul(Amt, NumElements, "tmp");
6493       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6494     }
6495   }
6496   
6497   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
6498     Value *Off = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Offset, true);
6499     Instruction *Tmp = BinaryOperator::createAdd(Amt, Off, "tmp");
6500     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6501   }
6502   
6503   AllocationInst *New;
6504   if (isa<MallocInst>(AI))
6505     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6506   else
6507     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6508   InsertNewInstBefore(New, AI);
6509   New->takeName(&AI);
6510   
6511   // If the allocation has multiple uses, insert a cast and change all things
6512   // that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it will
6513   // die soon.
6514   if (!AI.hasOneUse()) {
6515     AddUsesToWorkList(AI);
6516     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
6517     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
6518     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
6519     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
6520     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
6521   }
6522   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
6523 }
6524
6525 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
6526 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
6527 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
6528 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
6529 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
6530 ///
6531 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
6532 /// extension operation if Ty is larger.
6533 static bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
6534                                        unsigned CastOpc, int &NumCastsRemoved) {
6535   // We can always evaluate constants in another type.
6536   if (isa<ConstantInt>(V))
6537     return true;
6538   
6539   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
6540   if (!I) return false;
6541   
6542   const IntegerType *OrigTy = cast<IntegerType>(V->getType());
6543   
6544   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
6545   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
6546     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
6547     // it, and this will remove a cast overall.
6548     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
6549       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
6550       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
6551       // casts first.
6552       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)))
6553         ++NumCastsRemoved;
6554       return true;
6555     }
6556   }
6557
6558   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
6559   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
6560   if (!I->hasOneUse()) return false;
6561
6562   switch (I->getOpcode()) {
6563   case Instruction::Add:
6564   case Instruction::Sub:
6565   case Instruction::And:
6566   case Instruction::Or:
6567   case Instruction::Xor:
6568     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
6569     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6570                                       NumCastsRemoved) &&
6571            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
6572                                       NumCastsRemoved);
6573
6574   case Instruction::Mul:
6575     // A multiply can be truncated by truncating its operands.
6576     return Ty->getBitWidth() < OrigTy->getBitWidth() && 
6577            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6578                                       NumCastsRemoved) &&
6579            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
6580                                       NumCastsRemoved);
6581
6582   case Instruction::Shl:
6583     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
6584     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
6585     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6586       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
6587       if (BitWidth < OrigTy->getBitWidth() && 
6588           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
6589         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6590                                           NumCastsRemoved);
6591     }
6592     break;
6593   case Instruction::LShr:
6594     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
6595     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
6596     // already zeros.
6597     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6598       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getBitWidth();
6599       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
6600       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
6601           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
6602             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
6603           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
6604         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6605                                           NumCastsRemoved);
6606       }
6607     }
6608     break;
6609   case Instruction::ZExt:
6610   case Instruction::SExt:
6611   case Instruction::Trunc:
6612     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
6613     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
6614     // of casts in the input.
6615     if (I->getOpcode() == CastOpc)
6616       return true;
6617     
6618     break;
6619   default:
6620     // TODO: Can handle more cases here.
6621     break;
6622   }
6623   
6624   return false;
6625 }
6626
6627 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
6628 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
6629 /// evaluate the expression.
6630 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
6631                                              bool isSigned) {
6632   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
6633     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
6634
6635   // Otherwise, it must be an instruction.
6636   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
6637   Instruction *Res = 0;
6638   switch (I->getOpcode()) {
6639   case Instruction::Add:
6640   case Instruction::Sub:
6641   case Instruction::Mul:
6642   case Instruction::And:
6643   case Instruction::Or:
6644   case Instruction::Xor:
6645   case Instruction::AShr:
6646   case Instruction::LShr:
6647   case Instruction::Shl: {
6648     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
6649     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
6650     Res = BinaryOperator::create((Instruction::BinaryOps)I->getOpcode(),
6651                                  LHS, RHS, I->getName());
6652     break;
6653   }    
6654   case Instruction::Trunc:
6655   case Instruction::ZExt:
6656   case Instruction::SExt:
6657     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
6658     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
6659     // new.
6660     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
6661       return I->getOperand(0);
6662     
6663     // Otherwise, must be the same type of case, so just reinsert a new one.
6664     Res = CastInst::create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
6665                            Ty, I->getName());
6666     break;
6667   default: 
6668     // TODO: Can handle more cases here.
6669     assert(0 && "Unreachable!");
6670     break;
6671   }
6672   
6673   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
6674 }
6675
6676 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
6677 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
6678   Value *Src = CI.getOperand(0);
6679
6680   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
6681   // eliminate it now.
6682   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
6683     if (Instruction::CastOps opc = 
6684         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
6685       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
6686       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
6687       return CastInst::create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
6688     }
6689   }
6690
6691   // If we are casting a select then fold the cast into the select
6692   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
6693     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
6694       return NV;
6695
6696   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
6697   if (isa<PHINode>(Src))
6698     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
6699       return NV;
6700   
6701   return 0;
6702 }
6703
6704 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
6705 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
6706   Value *Src = CI.getOperand(0);
6707   
6708   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
6709     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
6710     // this into a cast of the original pointer!
6711     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
6712       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
6713       // here because the pointer operand is being replaced with another 
6714       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
6715       AddToWorkList(GEP);
6716       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
6717       return &CI;
6718     }
6719     
6720     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
6721     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
6722     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
6723     // non-type-safe code.
6724     if (GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
6725       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
6726         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
6727         ConstantInt *OffsetV = cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
6728         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
6729         
6730         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
6731         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
6732         const Type *GEPIdxTy =
6733           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
6734         if (GEPIdxTy->isSized()) {
6735           SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
6736           
6737           // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
6738           // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
6739           // is something like [0 x {int, int}]
6740           const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
6741           int64_t FirstIdx = 0;
6742           if (int64_t TySize = TD->getABITypeSize(GEPIdxTy)) {
6743             FirstIdx = Offset/TySize;
6744             Offset %= TySize;
6745           
6746             // Handle silly modulus not returning values values [0..TySize).
6747             if (Offset < 0) {
6748               --FirstIdx;
6749               Offset += TySize;
6750               assert(Offset >= 0);
6751             }
6752             assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize &&"Out of range offset");
6753           }
6754           
6755           NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
6756
6757           // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
6758           while (Offset) {
6759             if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(GEPIdxTy)) {
6760               const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
6761               if (Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes()) {
6762                 unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
6763                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt));
6764               
6765                 Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
6766                 GEPIdxTy = STy->getElementType(Elt);
6767               } else {
6768                 // Otherwise, we can't index into this, bail out.
6769                 Offset = 0;
6770                 OrigBase = 0;
6771               }
6772             } else if (isa<ArrayType>(GEPIdxTy) || isa<VectorType>(GEPIdxTy)) {
6773               const SequentialType *STy = cast<SequentialType>(GEPIdxTy);
6774               if (uint64_t EltSize = TD->getABITypeSize(STy->getElementType())){
6775                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
6776                 Offset %= EltSize;
6777               } else {
6778                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, 0));
6779               }
6780               GEPIdxTy = STy->getElementType();
6781             } else {
6782               // Otherwise, we can't index into this, bail out.
6783               Offset = 0;
6784               OrigBase = 0;
6785             }
6786           }
6787           if (OrigBase) {
6788             // If we were able to index down into an element, create the GEP
6789             // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
6790             // two.
6791             Instruction *NGEP = new GetElementPtrInst(OrigBase, 
6792                                                       NewIndices.begin(),
6793                                                       NewIndices.end(), "");
6794             InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
6795             NGEP->takeName(GEP);
6796             
6797             if (isa<BitCastInst>(CI))
6798               return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
6799             assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
6800             return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
6801           }
6802         }
6803       }      
6804     }
6805   }
6806     
6807   return commonCastTransforms(CI);
6808 }
6809
6810
6811
6812 /// Only the TRUNC, ZEXT, SEXT, and BITCAST can both operand and result as
6813 /// integer types. This function implements the common transforms for all those
6814 /// cases.
6815 /// @brief Implement the transforms common to CastInst with integer operands
6816 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
6817   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
6818     return Result;
6819
6820   Value *Src = CI.getOperand(0);
6821   const Type *SrcTy = Src->getType();
6822   const Type *DestTy = CI.getType();
6823   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
6824   uint32_t DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
6825
6826   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
6827   // purpose is to compute bits we don't care about.
6828   APInt KnownZero(DestBitSize, 0), KnownOne(DestBitSize, 0);
6829   if (SimplifyDemandedBits(&CI, APInt::getAllOnesValue(DestBitSize),
6830                            KnownZero, KnownOne))
6831     return &CI;
6832
6833   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
6834   // can't do anything more. 
6835   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
6836   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
6837     return 0;
6838
6839   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
6840   int NumCastsRemoved = 0;
6841   if (!isa<BitCastInst>(CI) &&
6842       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, cast<IntegerType>(DestTy),
6843                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
6844     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
6845     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
6846     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
6847     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
6848     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
6849     // require that two casts have been eliminated.
6850     bool DoXForm;
6851     switch (CI.getOpcode()) {
6852     default:
6853       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
6854       // get here because of the check above.
6855       assert(0 && "Unknown cast type");
6856     case Instruction::Trunc:
6857       DoXForm = true;
6858       break;
6859     case Instruction::ZExt:
6860       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
6861       break;
6862     case Instruction::SExt:
6863       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
6864       break;
6865     }
6866     
6867     if (DoXForm) {
6868       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
6869                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
6870       assert(Res->getType() == DestTy);
6871       switch (CI.getOpcode()) {
6872       default: assert(0 && "Unknown cast type!");
6873       case Instruction::Trunc:
6874       case Instruction::BitCast:
6875         // Just replace this cast with the result.
6876         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
6877       case Instruction::ZExt: {
6878         // We need to emit an AND to clear the high bits.
6879         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
6880         Constant *C = ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
6881                                                             SrcBitSize));
6882         return BinaryOperator::createAnd(Res, C);
6883       }
6884       case Instruction::SExt:
6885         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
6886         return CastInst::create(Instruction::SExt,
6887             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
6888                              CI), DestTy);
6889       }
6890     }
6891   }
6892   
6893   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
6894   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
6895
6896   switch (SrcI->getOpcode()) {
6897   case Instruction::Add:
6898   case Instruction::Mul:
6899   case Instruction::And:
6900   case Instruction::Or:
6901   case Instruction::Xor:
6902     // If we are discarding information, rewrite.
6903     if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
6904       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
6905       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
6906       // only be converting signedness, which is a noop.
6907       if (DestBitSize == SrcBitSize || 
6908           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy,TD) ||
6909           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
6910         Instruction::CastOps opcode = CI.getOpcode();
6911         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
6912         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
6913         return BinaryOperator::create(
6914             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
6915       }
6916     }
6917
6918     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
6919     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
6920         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
6921         Op1 == ConstantInt::getTrue() &&
6922         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
6923       Value *New = InsertOperandCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, &CI);
6924       return BinaryOperator::createXor(New, ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
6925     }
6926     break;
6927   case Instruction::SDiv:
6928   case Instruction::UDiv:
6929   case Instruction::SRem:
6930   case Instruction::URem:
6931     // If we are just changing the sign, rewrite.
6932     if (DestBitSize == SrcBitSize) {
6933       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
6934       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
6935       // only be converting signedness, which is a noop.
6936       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) || 
6937           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
6938         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
6939                                               Op0, DestTy, SrcI);
6940         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
6941                                               Op1, DestTy, SrcI);
6942         return BinaryOperator::create(
6943           cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
6944       }
6945     }
6946     break;
6947
6948   case Instruction::Shl:
6949     // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow 
6950     // changing the size of the shift, UNLESS the shift amount is a 
6951     // constant.  We must not change variable sized shifts to a smaller 
6952     // size, because it is undefined to shift more bits out than exist 
6953     // in the value.
6954     if (DestBitSize == SrcBitSize ||
6955         (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
6956       Instruction::CastOps opcode = (DestBitSize == SrcBitSize ?
6957           Instruction::BitCast : Instruction::Trunc);
6958       Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
6959       Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
6960       return BinaryOperator::createShl(Op0c, Op1c);
6961     }
6962     break;
6963   case Instruction::AShr:
6964     // If this is a signed shr, and if all bits shifted in are about to be
6965     // truncated off, turn it into an unsigned shr to allow greater
6966     // simplifications.
6967     if (DestBitSize < SrcBitSize &&
6968         isa<ConstantInt>(Op1)) {
6969       uint32_t ShiftAmt = cast<ConstantInt>(Op1)->getLimitedValue(SrcBitSize);
6970       if (SrcBitSize > ShiftAmt && SrcBitSize-ShiftAmt >= DestBitSize) {
6971         // Insert the new logical shift right.
6972         return BinaryOperator::createLShr(Op0, Op1);
6973       }
6974     }
6975     break;
6976   }
6977   return 0;
6978 }
6979
6980 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
6981   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
6982     return Result;
6983   
6984   Value *Src = CI.getOperand(0);
6985   const Type *Ty = CI.getType();
6986   uint32_t DestBitWidth = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6987   uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
6988   
6989   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src)) {
6990     switch (SrcI->getOpcode()) {
6991     default: break;
6992     case Instruction::LShr:
6993       // We can shrink lshr to something smaller if we know the bits shifted in
6994       // are already zeros.
6995       if (ConstantInt *ShAmtV = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1))) {
6996         uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
6997         
6998         // Get a mask for the bits shifting in.
6999         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
7000         Value* SrcIOp0 = SrcI->getOperand(0);
7001         if (SrcI->hasOneUse() && MaskedValueIsZero(SrcIOp0, Mask)) {
7002           if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
7003             return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
7004
7005           // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
7006           // shift.
7007           Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcIOp0, Ty, CI);
7008           Value *V2 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcI->getOperand(1),
7009                                        Ty, CI);
7010           return BinaryOperator::createLShr(V1, V2);
7011         }
7012       } else {     // This is a variable shr.
7013         
7014         // Turn 'trunc (lshr X, Y) to bool' into '(X & (1 << Y)) != 0'.  This is
7015         // more LLVM instructions, but allows '1 << Y' to be hoisted if
7016         // loop-invariant and CSE'd.
7017         if (CI.getType() == Type::Int1Ty && SrcI->hasOneUse()) {
7018           Value *One = ConstantInt::get(SrcI->getType(), 1);
7019
7020           Value *V = InsertNewInstBefore(
7021               BinaryOperator::createShl(One, SrcI->getOperand(1),
7022                                      "tmp"), CI);
7023           V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(V,
7024                                                             SrcI->getOperand(0),
7025                                                             "tmp"), CI);
7026           Value *Zero = Constant::getNullValue(V->getType());
7027           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, Zero);
7028         }
7029       }
7030       break;
7031     }
7032   }
7033   
7034   return 0;
7035 }
7036
7037 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
7038   // If one of the common conversion will work ..
7039   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7040     return Result;
7041
7042   Value *Src = CI.getOperand(0);
7043
7044   // If this is a cast of a cast
7045   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
7046     // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
7047     // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
7048     // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
7049     if (isa<TruncInst>(CSrc)) {
7050       // Get the sizes of the types involved
7051       Value *A = CSrc->getOperand(0);
7052       uint32_t SrcSize = A->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7053       uint32_t MidSize = CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7054       uint32_t DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7055       // If we're actually extending zero bits and the trunc is a no-op
7056       if (MidSize < DstSize && SrcSize == DstSize) {
7057         // Replace both of the casts with an And of the type mask.
7058         APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
7059         Constant *AndConst = ConstantInt::get(AndValue);
7060         Instruction *And = 
7061           BinaryOperator::createAnd(CSrc->getOperand(0), AndConst);
7062         // Unfortunately, if the type changed, we need to cast it back.
7063         if (And->getType() != CI.getType()) {
7064           And->setName(CSrc->getName()+".mask");
7065           InsertNewInstBefore(And, CI);
7066           And = CastInst::createIntegerCast(And, CI.getType(), false/*ZExt*/);
7067         }
7068         return And;
7069       }
7070     }
7071   }
7072
7073   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src)) {
7074     // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
7075     // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
7076     // cast to integer to avoid the comparison.
7077     if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
7078       const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
7079       
7080       // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
7081       // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
7082       if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
7083           (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())){
7084         Value *In = ICI->getOperand(0);
7085         Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
7086                                     In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
7087         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createLShr(In, Sh,
7088                                                         In->getName()+".lobit"),
7089                                  CI);
7090         if (In->getType() != CI.getType())
7091           In = CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(),
7092                                            false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
7093
7094         if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
7095           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
7096           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(In, One,
7097                                                           In->getName()+".not"),
7098                                    CI);
7099         }
7100
7101         return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7102       }
7103       
7104       
7105       
7106       // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
7107       // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
7108       // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
7109       // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
7110       // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
7111       // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
7112       // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
7113       // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
7114       if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
7115           // This only works for EQ and NE
7116           ICI->isEquality()) {
7117         // If Op1C some other power of two, convert:
7118         uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
7119         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
7120         APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
7121         ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
7122         
7123         APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
7124         if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
7125           bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7126           if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
7127             // (X&4) == 2 --> false
7128             // (X&4) != 2 --> true
7129             Constant *Res = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, isNE);
7130             Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
7131             return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
7132           }
7133           
7134           uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
7135           Value *In = ICI->getOperand(0);
7136           if (ShiftAmt) {
7137             // Perform a logical shr by shiftamt.
7138             // Insert the shift to put the result in the low bit.
7139             In = InsertNewInstBefore(
7140                    BinaryOperator::createLShr(In,
7141                                      ConstantInt::get(In->getType(), ShiftAmt),
7142                                               In->getName()+".lobit"), CI);
7143           }
7144           
7145           if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
7146             Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
7147             In = BinaryOperator::createXor(In, One, "tmp");
7148             InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
7149           }
7150           
7151           if (CI.getType() == In->getType())
7152             return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7153           else
7154             return CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
7155         }
7156       }
7157     }
7158   }    
7159   return 0;
7160 }
7161
7162 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
7163   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
7164     return I;
7165   
7166   Value *Src = CI.getOperand(0);
7167   
7168   // sext (x <s 0) -> ashr x, 31   -> all ones if signed
7169   // sext (x >s -1) -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
7170   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src)) {
7171     // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
7172     // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
7173     // cast to integer to avoid the comparison.
7174     if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
7175       const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
7176       
7177       // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
7178       // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
7179       if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
7180           (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())){
7181         Value *In = ICI->getOperand(0);
7182         Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
7183                                      In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
7184         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAShr(In, Sh,
7185                                                         In->getName()+".lobit"),
7186                                  CI);
7187         if (In->getType() != CI.getType())
7188           In = CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(),
7189                                            true/*SExt*/, "tmp", &CI);
7190         
7191         if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT)
7192           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(In,
7193                                      In->getName()+".not"), CI);
7194         
7195         return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7196       }
7197     }
7198   }
7199       
7200   return 0;
7201 }
7202
7203 /// FitsInFPType - Return a Constant* for the specified FP constant if it fits
7204 /// in the specified FP type without changing its value.
7205 static Constant *FitsInFPType(ConstantFP *CFP, const Type *FPTy, 
7206                               const fltSemantics &Sem) {
7207   APFloat F = CFP->getValueAPF();
7208   if (F.convert(Sem, APFloat::rmNearestTiesToEven) == APFloat::opOK)
7209     return ConstantFP::get(FPTy, F);
7210   return 0;
7211 }
7212
7213 /// LookThroughFPExtensions - If this is an fp extension instruction, look
7214 /// through it until we get the source value.
7215 static Value *LookThroughFPExtensions(Value *V) {
7216   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
7217     if (I->getOpcode() == Instruction::FPExt)
7218       return LookThroughFPExtensions(I->getOperand(0));
7219   
7220   // If this value is a constant, return the constant in the smallest FP type
7221   // that can accurately represent it.  This allows us to turn
7222   // (float)((double)X+2.0) into x+2.0f.
7223   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
7224     if (CFP->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
7225       return V;  // No constant folding of this.
7226     // See if the value can be truncated to float and then reextended.
7227     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, Type::FloatTy, APFloat::IEEEsingle))
7228       return V;
7229     if (CFP->getType() == Type::DoubleTy)
7230       return V;  // Won't shrink.
7231     if (Value *V = FitsInFPType(CFP, Type::DoubleTy, APFloat::IEEEdouble))
7232       return V;
7233     // Don't try to shrink to various long double types.
7234   }
7235   
7236   return V;
7237 }
7238
7239 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(FPTruncInst &CI) {
7240   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
7241     return I;
7242   
7243   // If we have fptrunc(add (fpextend x), (fpextend y)), where x and y are
7244   // smaller than the destination type, we can eliminate the truncate by doing
7245   // the add as the smaller type.  This applies to add/sub/mul/div as well as
7246   // many builtins (sqrt, etc).
7247   BinaryOperator *OpI = dyn_cast<BinaryOperator>(CI.getOperand(0));
7248   if (OpI && OpI->hasOneUse()) {
7249     switch (OpI->getOpcode()) {
7250     default: break;
7251     case Instruction::Add:
7252     case Instruction::Sub:
7253     case Instruction::Mul:
7254     case Instruction::FDiv:
7255     case Instruction::FRem:
7256       const Type *SrcTy = OpI->getType();
7257       Value *LHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(0));
7258       Value *RHSTrunc = LookThroughFPExtensions(OpI->getOperand(1));
7259       if (LHSTrunc->getType() != SrcTy && 
7260           RHSTrunc->getType() != SrcTy) {
7261         unsigned DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7262         // If the source types were both smaller than the destination type of
7263         // the cast, do this xform.
7264         if (LHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize &&
7265             RHSTrunc->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <= DstSize) {
7266           LHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, LHSTrunc,
7267                                       CI.getType(), CI);
7268           RHSTrunc = InsertCastBefore(Instruction::FPExt, RHSTrunc,
7269                                       CI.getType(), CI);
7270           return BinaryOperator::create(OpI->getOpcode(), LHSTrunc, RHSTrunc);
7271         }
7272       }
7273       break;  
7274     }
7275   }
7276   return 0;
7277 }
7278
7279 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
7280   return commonCastTransforms(CI);
7281 }
7282
7283 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(CastInst &CI) {
7284   return commonCastTransforms(CI);
7285 }
7286
7287 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(CastInst &CI) {
7288   return commonCastTransforms(CI);
7289 }
7290
7291 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
7292   return commonCastTransforms(CI);
7293 }
7294
7295 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
7296   return commonCastTransforms(CI);
7297 }
7298
7299 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(CastInst &CI) {
7300   return commonPointerCastTransforms(CI);
7301 }
7302
7303 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(IntToPtrInst &CI) {
7304   if (Instruction *I = commonCastTransforms(CI))
7305     return I;
7306   
7307   const Type *DestPointee = cast<PointerType>(CI.getType())->getElementType();
7308   if (!DestPointee->isSized()) return 0;
7309
7310   // If this is inttoptr(add (ptrtoint x), cst), try to turn this into a GEP.
7311   ConstantInt *Cst;
7312   Value *X;
7313   if (match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Cast<PtrToIntInst>(m_Value(X)),
7314                                     m_ConstantInt(Cst)))) {
7315     // If the source and destination operands have the same type, see if this
7316     // is a single-index GEP.
7317     if (X->getType() == CI.getType()) {
7318       // Get the size of the pointee type.
7319       uint64_t Size = TD->getABITypeSizeInBits(DestPointee);
7320
7321       // Convert the constant to intptr type.
7322       APInt Offset = Cst->getValue();
7323       Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
7324
7325       // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
7326       if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
7327         Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
7328         return new GetElementPtrInst(X, ConstantInt::get(Offset));
7329       }
7330     }
7331     // TODO: Could handle other cases, e.g. where add is indexing into field of
7332     // struct etc.
7333   } else if (CI.getOperand(0)->hasOneUse() &&
7334              match(CI.getOperand(0), m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(Cst)))) {
7335     // Otherwise, if this is inttoptr(add x, cst), try to turn this into an
7336     // "inttoptr+GEP" instead of "add+intptr".
7337     
7338     // Get the size of the pointee type.
7339     uint64_t Size = TD->getABITypeSize(DestPointee);
7340     
7341     // Convert the constant to intptr type.
7342     APInt Offset = Cst->getValue();
7343     Offset.sextOrTrunc(TD->getPointerSizeInBits());
7344     
7345     // If Offset is evenly divisible by Size, we can do this xform.
7346     if (Size && !APIntOps::srem(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size))){
7347       Offset = APIntOps::sdiv(Offset, APInt(Offset.getBitWidth(), Size));
7348       
7349       Instruction *P = InsertNewInstBefore(new IntToPtrInst(X, CI.getType(),
7350                                                             "tmp"), CI);
7351       return new GetElementPtrInst(P, ConstantInt::get(Offset), "tmp");
7352     }
7353   }
7354   return 0;
7355 }
7356
7357 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
7358   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
7359   // otherwise just apply the common ones.
7360   Value *Src = CI.getOperand(0);
7361   const Type *SrcTy = Src->getType();
7362   const Type *DestTy = CI.getType();
7363
7364   if (SrcTy->isInteger() && DestTy->isInteger()) {
7365     if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7366       return Result;
7367   } else if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
7368     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
7369       return I;
7370   } else {
7371     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
7372       return Result;
7373   }
7374
7375
7376   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
7377   // be replaced by the operand.
7378   if (DestTy == Src->getType())
7379     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
7380
7381   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
7382     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
7383     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
7384     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
7385     
7386     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
7387     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
7388     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
7389       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
7390         return V;
7391     
7392     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
7393     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
7394     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
7395     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
7396     unsigned NumZeros = 0;
7397     while (SrcElTy != DstElTy && 
7398            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
7399            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
7400       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
7401       ++NumZeros;
7402     }
7403
7404     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
7405     if (SrcElTy == DstElTy) {
7406       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
7407       return new GetElementPtrInst(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "", 
7408                                    ((Instruction*) NULL));
7409     }
7410   }
7411
7412   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
7413     if (SVI->hasOneUse()) {
7414       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
7415       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
7416       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
7417           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() == 
7418                 SVI->getType()->getNumElements()) {
7419         CastInst *Tmp;
7420         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
7421         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
7422         // us to eliminate at least one cast.
7423         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
7424              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
7425             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
7426              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
7427           Value *LHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
7428                                                SVI->getOperand(0), DestTy, &CI);
7429           Value *RHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
7430                                                SVI->getOperand(1), DestTy, &CI);
7431           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
7432           // know the vector types match #elts.
7433           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
7434         }
7435       }
7436     }
7437   }
7438   return 0;
7439 }
7440
7441 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
7442 ///   %C = or %A, %B
7443 ///   %D = select %cond, %C, %A
7444 /// into:
7445 ///   %C = select %cond, %B, 0
7446 ///   %D = or %A, %C
7447 ///
7448 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
7449 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
7450 /// equal the other incoming value of the select.
7451 ///
7452 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
7453   switch (I->getOpcode()) {
7454   case Instruction::Add:
7455   case Instruction::Mul:
7456   case Instruction::And:
7457   case Instruction::Or:
7458   case Instruction::Xor:
7459     return 3;              // Can fold through either operand.
7460   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
7461   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
7462   case Instruction::LShr:
7463   case Instruction::AShr:
7464     return 1;
7465   default:
7466     return 0;              // Cannot fold
7467   }
7468 }
7469
7470 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
7471 /// function, return the identity constant that goes into the select.
7472 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
7473   switch (I->getOpcode()) {
7474   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
7475   case Instruction::Add:
7476   case Instruction::Sub:
7477   case Instruction::Or:
7478   case Instruction::Xor:
7479   case Instruction::Shl:
7480   case Instruction::LShr:
7481   case Instruction::AShr:
7482     return Constant::getNullValue(I->getType());
7483   case Instruction::And:
7484     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
7485   case Instruction::Mul:
7486     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
7487   }
7488 }
7489
7490 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
7491 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
7492 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
7493                                           Instruction *FI) {
7494   if (TI->getNumOperands() == 1) {
7495     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
7496     // merge.
7497     if (TI->isCast()) {
7498       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
7499         return 0;
7500     } else {
7501       return 0;  // unknown unary op.
7502     }
7503
7504     // Fold this by inserting a select from the input values.
7505     SelectInst *NewSI = new SelectInst(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
7506                                        FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
7507     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
7508     return CastInst::create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
7509                             TI->getType());
7510   }
7511
7512   // Only handle binary operators here.
7513   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
7514     return 0;
7515
7516   // Figure out if the operations have any operands in common.
7517   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
7518   bool MatchIsOpZero;
7519   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
7520     MatchOp  = TI->getOperand(0);
7521     OtherOpT = TI->getOperand(1);
7522     OtherOpF = FI->getOperand(1);
7523     MatchIsOpZero = true;
7524   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
7525     MatchOp  = TI->getOperand(1);
7526     OtherOpT = TI->getOperand(0);
7527     OtherOpF = FI->getOperand(0);
7528     MatchIsOpZero = false;
7529   } else if (!TI->isCommutative()) {
7530     return 0;
7531   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
7532     MatchOp  = TI->getOperand(0);
7533     OtherOpT = TI->getOperand(1);
7534     OtherOpF = FI->getOperand(0);
7535     MatchIsOpZero = true;
7536   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
7537     MatchOp  = TI->getOperand(1);
7538     OtherOpT = TI->getOperand(0);
7539     OtherOpF = FI->getOperand(1);
7540     MatchIsOpZero = true;
7541   } else {
7542     return 0;
7543   }
7544
7545   // If we reach here, they do have operations in common.
7546   SelectInst *NewSI = new SelectInst(SI.getCondition(), OtherOpT,
7547                                      OtherOpF, SI.getName()+".v");
7548   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
7549
7550   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
7551     if (MatchIsOpZero)
7552       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
7553     else
7554       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
7555   }
7556   assert(0 && "Shouldn't get here");
7557   return 0;
7558 }
7559
7560 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
7561   Value *CondVal = SI.getCondition();
7562   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
7563   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
7564
7565   // select true, X, Y  -> X
7566   // select false, X, Y -> Y
7567   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
7568     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
7569
7570   // select C, X, X -> X
7571   if (TrueVal == FalseVal)
7572     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7573
7574   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
7575     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7576   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
7577     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7578   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
7579     if (isa<Constant>(TrueVal))
7580       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7581     else
7582       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7583   }
7584
7585   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
7586     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
7587       if (C->getZExtValue()) {
7588         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
7589         return BinaryOperator::createOr(CondVal, FalseVal);
7590       } else {
7591         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
7592         Value *NotCond =
7593           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7594                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
7595         return BinaryOperator::createAnd(NotCond, FalseVal);
7596       }
7597     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
7598       if (C->getZExtValue() == false) {
7599         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
7600         return BinaryOperator::createAnd(CondVal, TrueVal);
7601       } else {
7602         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
7603         Value *NotCond =
7604           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7605                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
7606         return BinaryOperator::createOr(NotCond, TrueVal);
7607       }
7608     }
7609     
7610     // select a, b, a  -> a&b
7611     // select a, a, b  -> a|b
7612     if (CondVal == TrueVal)
7613       return BinaryOperator::createOr(CondVal, FalseVal);
7614     else if (CondVal == FalseVal)
7615       return BinaryOperator::createAnd(CondVal, TrueVal);
7616   }
7617
7618   // Selecting between two integer constants?
7619   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
7620     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
7621       // select C, 1, 0 -> zext C to int
7622       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
7623         return CastInst::create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
7624       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
7625         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
7626         Value *NotCond =
7627           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7628                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
7629         return CastInst::create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
7630       }
7631       
7632       // FIXME: Turn select 0/-1 and -1/0 into sext from condition!
7633
7634       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
7635
7636         // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31
7637         if (TrueValC->isAllOnesValue() && FalseValC->isZero())
7638           if (ConstantInt *CmpCst = dyn_cast<ConstantInt>(IC->getOperand(1))) {
7639             if (IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && CmpCst->isZero()) {
7640               // The comparison constant and the result are not neccessarily the
7641               // same width. Make an all-ones value by inserting a AShr.
7642               Value *X = IC->getOperand(0);
7643               uint32_t Bits = X->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7644               Constant *ShAmt = ConstantInt::get(X->getType(), Bits-1);
7645               Instruction *SRA = BinaryOperator::create(Instruction::AShr, X,
7646                                                         ShAmt, "ones");
7647               InsertNewInstBefore(SRA, SI);
7648               
7649               // Finally, convert to the type of the select RHS.  We figure out
7650               // if this requires a SExt, Trunc or BitCast based on the sizes.
7651               Instruction::CastOps opc = Instruction::BitCast;
7652               uint32_t SRASize = SRA->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7653               uint32_t SISize  = SI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7654               if (SRASize < SISize)
7655                 opc = Instruction::SExt;
7656               else if (SRASize > SISize)
7657                 opc = Instruction::Trunc;
7658               return CastInst::create(opc, SRA, SI.getType());
7659             }
7660           }
7661
7662
7663         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
7664         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
7665         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
7666         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
7667         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
7668           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
7669               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
7670             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
7671               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
7672                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
7673                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
7674                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
7675                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
7676                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
7677                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
7678                 // true or false val is the zero.
7679                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
7680                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7681                 Value *V = ICA;
7682                 if (ShouldNotVal)
7683                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::create(
7684                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
7685                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
7686               }
7687       }
7688     }
7689
7690   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
7691   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
7692     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
7693       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
7694       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
7695         // This is not safe in general for floating point:  
7696         // consider X== -0, Y== +0.
7697         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
7698         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
7699         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
7700               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
7701             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
7702              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
7703         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7704       }
7705       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
7706       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
7707         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7708       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7709
7710     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
7711       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
7712       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
7713         // This is not safe in general for floating point:  
7714         // consider X== -0, Y== +0.
7715         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
7716         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
7717         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
7718               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
7719             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
7720              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
7721           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7722       }
7723       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
7724       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
7725         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7726       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7727     }
7728   }
7729
7730   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
7731   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal)) {
7732     if (ICI->getOperand(0) == TrueVal && ICI->getOperand(1) == FalseVal) {
7733       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
7734       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7735         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7736       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
7737       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7738         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7739       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7740
7741     } else if (ICI->getOperand(0) == FalseVal && ICI->getOperand(1) == TrueVal){
7742       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
7743       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7744         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7745       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
7746       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7747         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7748       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7749     }
7750   }
7751
7752   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
7753     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
7754       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
7755         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
7756
7757         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
7758         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
7759           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
7760             return IV;
7761
7762         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
7763         // even legal for FP.
7764         if (TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
7765             FI->getOpcode() == Instruction::Add) {
7766           AddOp = FI; SubOp = TI;
7767         } else if (FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
7768                    TI->getOpcode() == Instruction::Add) {
7769           AddOp = TI; SubOp = FI;
7770         }
7771
7772         if (AddOp) {
7773           Value *OtherAddOp = 0;
7774           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
7775             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
7776           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
7777             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
7778           }
7779
7780           if (OtherAddOp) {
7781             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
7782             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
7783             Value *NegVal;  // Compute -Z
7784             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
7785               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
7786             } else {
7787               NegVal = InsertNewInstBefore(
7788                     BinaryOperator::createNeg(SubOp->getOperand(1), "tmp"), SI);
7789             }
7790
7791             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
7792             Value *NewFalseOp = NegVal;
7793             if (AddOp != TI)
7794               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
7795             Instruction *NewSel =
7796               new SelectInst(CondVal, NewTrueOp,NewFalseOp,SI.getName()+".p");
7797
7798             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7799             return BinaryOperator::createAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
7800           }
7801         }
7802       }
7803
7804   // See if we can fold the select into one of our operands.
7805   if (SI.getType()->isInteger()) {
7806     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
7807     // transformation we are doing here.
7808     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
7809       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
7810           !isa<Constant>(FalseVal))
7811         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
7812           unsigned OpToFold = 0;
7813           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
7814             OpToFold = 1;
7815           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
7816             OpToFold = 2;
7817           }
7818
7819           if (OpToFold) {
7820             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
7821             Instruction *NewSel =
7822               new SelectInst(SI.getCondition(), TVI->getOperand(2-OpToFold), C);
7823             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7824             NewSel->takeName(TVI);
7825             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
7826               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
7827             else {
7828               assert(0 && "Unknown instruction!!");
7829             }
7830           }
7831         }
7832
7833     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
7834       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
7835           !isa<Constant>(TrueVal))
7836         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
7837           unsigned OpToFold = 0;
7838           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
7839             OpToFold = 1;
7840           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
7841             OpToFold = 2;
7842           }
7843
7844           if (OpToFold) {
7845             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
7846             Instruction *NewSel =
7847               new SelectInst(SI.getCondition(), C, FVI->getOperand(2-OpToFold));
7848             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7849             NewSel->takeName(FVI);
7850             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
7851               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
7852             else
7853               assert(0 && "Unknown instruction!!");
7854           }
7855         }
7856   }
7857
7858   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
7859     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
7860     SI.setOperand(1, FalseVal);
7861     SI.setOperand(2, TrueVal);
7862     return &SI;
7863   }
7864
7865   return 0;
7866 }
7867
7868 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
7869 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
7870 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
7871 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
7872 static unsigned GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V, TargetData *TD,
7873                                            unsigned PrefAlign = 0) {
7874   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
7875     unsigned Align = GV->getAlignment();
7876     if (Align == 0 && TD && GV->getType()->getElementType()->isSized()) 
7877       Align = TD->getPrefTypeAlignment(GV->getType()->getElementType());
7878
7879     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
7880     // of the global.
7881     if (PrefAlign > Align && GV->hasInitializer()) {
7882       GV->setAlignment(PrefAlign);
7883       Align = PrefAlign;
7884     }
7885     return Align;
7886   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
7887     unsigned Align = AI->getAlignment();
7888     if (Align == 0 && TD) {
7889       if (isa<AllocaInst>(AI))
7890         Align = TD->getPrefTypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
7891       else if (isa<MallocInst>(AI)) {
7892         // Malloc returns maximally aligned memory.
7893         Align = TD->getABITypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
7894         Align =
7895           std::max(Align,
7896                    (unsigned)TD->getABITypeAlignment(Type::DoubleTy));
7897         Align =
7898           std::max(Align,
7899                    (unsigned)TD->getABITypeAlignment(Type::Int64Ty));
7900       }
7901     }
7902     
7903     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.  We
7904     // don't do this for malloc, because some systems can't respect the request.
7905     if (PrefAlign > Align && isa<AllocaInst>(AI)) {
7906       AI->setAlignment(PrefAlign);
7907       Align = PrefAlign;
7908     }
7909     return Align;
7910   } else if (isa<BitCastInst>(V) ||
7911              (isa<ConstantExpr>(V) && 
7912               cast<ConstantExpr>(V)->getOpcode() == Instruction::BitCast)) {
7913     return GetOrEnforceKnownAlignment(cast<User>(V)->getOperand(0),
7914                                       TD, PrefAlign);
7915   } else if (User *GEPI = dyn_castGetElementPtr(V)) {
7916     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
7917     bool AllZeroOperands = true;
7918     for (unsigned i = 1, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i)
7919       if (!isa<Constant>(GEPI->getOperand(i)) ||
7920           !cast<Constant>(GEPI->getOperand(i))->isNullValue()) {
7921         AllZeroOperands = false;
7922         break;
7923       }
7924
7925     if (AllZeroOperands) {
7926       // Treat this like a bitcast.
7927       return GetOrEnforceKnownAlignment(GEPI->getOperand(0), TD, PrefAlign);
7928     }
7929
7930     unsigned BaseAlignment = GetOrEnforceKnownAlignment(GEPI->getOperand(0),TD);
7931     if (BaseAlignment == 0) return 0;
7932
7933     // Otherwise, if the base alignment is >= the alignment we expect for the
7934     // base pointer type, then we know that the resultant pointer is aligned at
7935     // least as much as its type requires.
7936     if (!TD) return 0;
7937
7938     const Type *BasePtrTy = GEPI->getOperand(0)->getType();
7939     const PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(BasePtrTy);
7940     unsigned Align = TD->getABITypeAlignment(PtrTy->getElementType());
7941     if (Align <= BaseAlignment) {
7942       const Type *GEPTy = GEPI->getType();
7943       const PointerType *GEPPtrTy = cast<PointerType>(GEPTy);
7944       Align = std::min(Align, (unsigned)
7945                        TD->getABITypeAlignment(GEPPtrTy->getElementType()));
7946       return Align;
7947     }
7948     return 0;
7949   }
7950   return 0;
7951 }
7952
7953 Instruction *InstCombiner::SimplifyMemTransfer(MemIntrinsic *MI) {
7954   unsigned DstAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1), TD);
7955   unsigned SrcAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2), TD);
7956   unsigned MinAlign = std::min(DstAlign, SrcAlign);
7957   unsigned CopyAlign = MI->getAlignment()->getZExtValue();
7958
7959   if (CopyAlign < MinAlign) {
7960     MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, MinAlign));
7961     return MI;
7962   }
7963   
7964   // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
7965   // load/store.
7966   ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(3));
7967   if (MemOpLength == 0) return 0;
7968   
7969   // Source and destination pointer types are always "i8*" for intrinsic.  See
7970   // if the size is something we can handle with a single primitive load/store.
7971   // A single load+store correctly handles overlapping memory in the memmove
7972   // case.
7973   unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
7974   if (Size == 0 || Size > 8 || (Size&(Size-1)))
7975     return 0;  // If not 1/2/4/8 bytes, exit.
7976   
7977   // Use an integer load+store unless we can find something better.
7978   Type *NewPtrTy = PointerType::getUnqual(IntegerType::get(Size<<3));
7979   
7980   // Memcpy forces the use of i8* for the source and destination.  That means
7981   // that if you're using memcpy to move one double around, you'll get a cast
7982   // from double* to i8*.  We'd much rather use a double load+store rather than
7983   // an i64 load+store, here because this improves the odds that the source or
7984   // dest address will be promotable.  See if we can find a better type than the
7985   // integer datatype.
7986   if (Value *Op = getBitCastOperand(MI->getOperand(1))) {
7987     const Type *SrcETy = cast<PointerType>(Op->getType())->getElementType();
7988     if (SrcETy->isSized() && TD->getTypeStoreSize(SrcETy) == Size) {
7989       // The SrcETy might be something like {{{double}}} or [1 x double].  Rip
7990       // down through these levels if so.
7991       while (!SrcETy->isFirstClassType()) {
7992         if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(SrcETy)) {
7993           if (STy->getNumElements() == 1)
7994             SrcETy = STy->getElementType(0);
7995           else
7996             break;
7997         } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(SrcETy)) {
7998           if (ATy->getNumElements() == 1)
7999             SrcETy = ATy->getElementType();
8000           else
8001             break;
8002         } else
8003           break;
8004       }
8005       
8006       if (SrcETy->isFirstClassType())
8007         NewPtrTy = PointerType::getUnqual(SrcETy);
8008     }
8009   }
8010   
8011   
8012   // If the memcpy/memmove provides better alignment info than we can
8013   // infer, use it.
8014   SrcAlign = std::max(SrcAlign, CopyAlign);
8015   DstAlign = std::max(DstAlign, CopyAlign);
8016   
8017   Value *Src = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(2), NewPtrTy, *MI);
8018   Value *Dest = InsertBitCastBefore(MI->getOperand(1), NewPtrTy, *MI);
8019   Instruction *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, SrcAlign);
8020   InsertNewInstBefore(L, *MI);
8021   InsertNewInstBefore(new StoreInst(L, Dest, false, DstAlign), *MI);
8022
8023   // Set the size of the copy to 0, it will be deleted on the next iteration.
8024   MI->setOperand(3, Constant::getNullValue(MemOpLength->getType()));
8025   return MI;
8026 }
8027
8028 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
8029 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
8030 /// the heavy lifting.
8031 ///
8032 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
8033   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
8034   if (!II) return visitCallSite(&CI);
8035   
8036   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
8037   // visitCallSite.
8038   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
8039     bool Changed = false;
8040
8041     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
8042     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
8043       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
8044
8045       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
8046         if (CI->getZExtValue() == 1) {
8047           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
8048           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
8049           // alignment is sufficient.
8050         }
8051     }
8052
8053     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
8054     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
8055     // into a call to memcpy.
8056     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(MI)) {
8057       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
8058         if (GVSrc->isConstant()) {
8059           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
8060           Intrinsic::ID MemCpyID;
8061           if (CI.getOperand(3)->getType() == Type::Int32Ty)
8062             MemCpyID = Intrinsic::memcpy_i32;
8063           else
8064             MemCpyID = Intrinsic::memcpy_i64;
8065           CI.setOperand(0, Intrinsic::getDeclaration(M, MemCpyID));
8066           Changed = true;
8067         }
8068     }
8069
8070     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
8071     // set, update the alignment.
8072     if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
8073       if (Instruction *I = SimplifyMemTransfer(MI))
8074         return I;
8075     } else if (isa<MemSetInst>(MI)) {
8076       unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest(), TD);
8077       if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Alignment) {
8078         MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Alignment));
8079         Changed = true;
8080       }
8081     }
8082           
8083     if (Changed) return II;
8084   } else {
8085     switch (II->getIntrinsicID()) {
8086     default: break;
8087     case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
8088     case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
8089     case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
8090     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
8091     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
8092       // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
8093       // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
8094       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), TD, 16) >= 16) {
8095         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),
8096                                          PointerType::getUnqual(II->getType()),
8097                                          CI);
8098         return new LoadInst(Ptr);
8099       }
8100       break;
8101     case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
8102     case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
8103       // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
8104       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), TD, 16) >= 16) {
8105         const Type *OpPtrTy = 
8106           PointerType::getUnqual(II->getOperand(1)->getType());
8107         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(2), OpPtrTy, CI);
8108         return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
8109       }
8110       break;
8111     case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
8112     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
8113     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
8114     case Intrinsic::x86_sse2_storel_dq:
8115       // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
8116       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), TD, 16) >= 16) {
8117         const Type *OpPtrTy = 
8118           PointerType::getUnqual(II->getOperand(2)->getType());
8119         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(II->getOperand(1), OpPtrTy, CI);
8120         return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
8121       }
8122       break;
8123       
8124     case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
8125       // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
8126       // we can simplify the input based on that, do so now.
8127       uint64_t UndefElts;
8128       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), 1, 
8129                                                 UndefElts)) {
8130         II->setOperand(1, V);
8131         return II;
8132       }
8133       break;
8134     }
8135       
8136     case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
8137       // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
8138       if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
8139         assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
8140         
8141         // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
8142         bool AllEltsOk = true;
8143         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
8144           if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
8145               !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
8146             AllEltsOk = false;
8147             break;
8148           }
8149         }
8150         
8151         if (AllEltsOk) {
8152           // Cast the input vectors to byte vectors.
8153           Value *Op0 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(1),Mask->getType(),CI);
8154           Value *Op1 =InsertBitCastBefore(II->getOperand(2),Mask->getType(),CI);
8155           Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
8156           
8157           // Only extract each element once.
8158           Value *ExtractedElts[32];
8159           memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
8160           
8161           for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
8162             if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
8163               continue;
8164             unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
8165             Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
8166             
8167             if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
8168               Instruction *Elt = 
8169                 new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, Idx&15, "tmp");
8170               InsertNewInstBefore(Elt, CI);
8171               ExtractedElts[Idx] = Elt;
8172             }
8173           
8174             // Insert this value into the result vector.
8175             Result = new InsertElementInst(Result, ExtractedElts[Idx], i,"tmp");
8176             InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
8177           }
8178           return CastInst::create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
8179         }
8180       }
8181       break;
8182
8183     case Intrinsic::stackrestore: {
8184       // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
8185       // happen when variable allocas are DCE'd.
8186       if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
8187         if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
8188           BasicBlock::iterator BI = SS;
8189           if (&*++BI == II)
8190             return EraseInstFromFunction(CI);
8191         }
8192       }
8193       
8194       // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
8195       // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
8196       TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
8197       if (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)) {
8198         BasicBlock::iterator BI = II;
8199         bool CannotRemove = false;
8200         for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
8201           if (isa<AllocaInst>(BI) ||
8202               (isa<CallInst>(BI) && !isa<IntrinsicInst>(BI))) {
8203             CannotRemove = true;
8204             break;
8205           }
8206         }
8207         if (!CannotRemove)
8208           return EraseInstFromFunction(CI);
8209       }
8210       break;
8211     }
8212     }
8213   }
8214
8215   return visitCallSite(II);
8216 }
8217
8218 // InvokeInst simplification
8219 //
8220 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
8221   return visitCallSite(&II);
8222 }
8223
8224 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
8225 //
8226 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
8227   bool Changed = false;
8228
8229   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
8230   // to the arguments of the call/invoke.
8231   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
8232
8233   Value *Callee = CS.getCalledValue();
8234
8235   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
8236     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
8237       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
8238       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
8239       // be unreachable, as the call is undefined.
8240       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
8241                     UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), 
8242                                     OldCall);
8243       if (!OldCall->use_empty())
8244         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
8245       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
8246         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
8247       return 0;
8248     }
8249
8250   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
8251     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
8252     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
8253     // that we can't modify the CFG here.
8254     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
8255                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)),
8256                   CS.getInstruction());
8257
8258     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
8259       CS.getInstruction()->
8260         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
8261
8262     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
8263       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
8264       new BranchInst(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
8265                      ConstantInt::getTrue(), II);
8266     }
8267     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
8268   }
8269
8270   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
8271     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
8272       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
8273         return transformCallThroughTrampoline(CS);
8274
8275   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
8276   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
8277   if (FTy->isVarArg()) {
8278     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
8279     // the call.
8280     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
8281            E = CS.arg_end(); I != E; ++I)
8282       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I)) {
8283         // If this cast does not effect the value passed through the varargs
8284         // area, we can eliminate the use of the cast.
8285         Value *Op = CI->getOperand(0);
8286         if (CI->isLosslessCast()) {
8287           *I = Op;
8288           Changed = true;
8289         }
8290       }
8291   }
8292
8293   if (isa<InlineAsm>(Callee) && !CS.doesNotThrow()) {
8294     // Inline asm calls cannot throw - mark them 'nounwind'.
8295     CS.setDoesNotThrow();
8296     Changed = true;
8297   }
8298
8299   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
8300 }
8301
8302 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
8303 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
8304 //
8305 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
8306   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
8307   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
8308   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
8309       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
8310     return false;
8311   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
8312   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
8313   const ParamAttrsList* CallerPAL = CS.getParamAttrs();
8314
8315   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
8316   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
8317   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
8318   //
8319   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
8320   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
8321
8322   // Check to see if we are changing the return type...
8323   if (OldRetTy != FT->getReturnType()) {
8324     if (Callee->isDeclaration() && !Caller->use_empty() && 
8325         // Conversion is ok if changing from pointer to int of same size.
8326         !(isa<PointerType>(FT->getReturnType()) &&
8327           TD->getIntPtrType() == OldRetTy))
8328       return false;   // Cannot transform this return value.
8329
8330     if (!Caller->use_empty() &&
8331         // void -> non-void is handled specially
8332         FT->getReturnType() != Type::VoidTy &&
8333         !CastInst::isCastable(FT->getReturnType(), OldRetTy))
8334       return false;   // Cannot transform this return value.
8335
8336     if (CallerPAL && !Caller->use_empty()) {
8337       uint16_t RAttrs = CallerPAL->getParamAttrs(0);
8338       if (RAttrs & ParamAttr::typeIncompatible(FT->getReturnType()))
8339         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
8340     }
8341
8342     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
8343     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
8344     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
8345     // the critical edge).  Bail out in this case.
8346     if (!Caller->use_empty())
8347       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
8348         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
8349              UI != E; ++UI)
8350           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
8351             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
8352                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
8353               return false;
8354   }
8355
8356   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
8357   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
8358
8359   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
8360   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
8361     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
8362     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
8363
8364     if (!CastInst::isCastable(ActTy, ParamTy))
8365       return false;   // Cannot transform this parameter value.
8366
8367     if (CallerPAL) {
8368       uint16_t PAttrs = CallerPAL->getParamAttrs(i + 1);
8369       if (PAttrs & ParamAttr::typeIncompatible(ParamTy))
8370         return false;   // Attribute not compatible with transformed value.
8371     }
8372
8373     ConstantInt *c = dyn_cast<ConstantInt>(*AI);
8374     // Some conversions are safe even if we do not have a body.
8375     // Either we can cast directly, or we can upconvert the argument
8376     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
8377       (isa<PointerType>(ParamTy) && isa<PointerType>(ActTy)) ||
8378       (ParamTy->isInteger() && ActTy->isInteger() &&
8379        ParamTy->getPrimitiveSizeInBits() >= ActTy->getPrimitiveSizeInBits()) ||
8380       (c && ParamTy->getPrimitiveSizeInBits() >= ActTy->getPrimitiveSizeInBits()
8381        && c->getValue().isStrictlyPositive());
8382     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
8383   }
8384
8385   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
8386       Callee->isDeclaration())
8387     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body...
8388
8389   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && FT->isVarArg() && CallerPAL)
8390     // In this case we have more arguments than the new function type, but we
8391     // won't be dropping them.  Check that these extra arguments have attributes
8392     // that are compatible with being a vararg call argument.
8393     for (unsigned i = CallerPAL->size(); i; --i) {
8394       if (CallerPAL->getParamIndex(i - 1) <= FT->getNumParams())
8395         break;
8396       uint16_t PAttrs = CallerPAL->getParamAttrsAtIndex(i - 1);
8397       if (PAttrs & ParamAttr::VarArgsIncompatible)
8398         return false;
8399     }
8400
8401   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
8402   // inserting cast instructions as necessary...
8403   std::vector<Value*> Args;
8404   Args.reserve(NumActualArgs);
8405   ParamAttrsVector attrVec;
8406   attrVec.reserve(NumCommonArgs);
8407
8408   // Get any return attributes.
8409   uint16_t RAttrs = CallerPAL ? CallerPAL->getParamAttrs(0) : 0;
8410
8411   // If the return value is not being used, the type may not be compatible
8412   // with the existing attributes.  Wipe out any problematic attributes.
8413   RAttrs &= ~ParamAttr::typeIncompatible(FT->getReturnType());
8414
8415   // Add the new return attributes.
8416   if (RAttrs)
8417     attrVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, RAttrs));
8418
8419   AI = CS.arg_begin();
8420   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
8421     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
8422     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
8423       Args.push_back(*AI);
8424     } else {
8425       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
8426           false, ParamTy, false);
8427       CastInst *NewCast = CastInst::create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
8428       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
8429     }
8430
8431     // Add any parameter attributes.
8432     uint16_t PAttrs = CallerPAL ? CallerPAL->getParamAttrs(i + 1) : 0;
8433     if (PAttrs)
8434       attrVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
8435   }
8436
8437   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
8438   // now...
8439   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
8440     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
8441
8442   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
8443   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs)
8444     if (!FT->isVarArg()) {
8445       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
8446            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
8447     } else {
8448       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
8449       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
8450         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
8451         if (PTy != (*AI)->getType()) {
8452           // Must promote to pass through va_arg area!
8453           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
8454                                                                 PTy, false);
8455           Instruction *Cast = CastInst::create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
8456           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
8457           Args.push_back(Cast);
8458         } else {
8459           Args.push_back(*AI);
8460         }
8461
8462         // Add any parameter attributes.
8463         uint16_t PAttrs = CallerPAL ? CallerPAL->getParamAttrs(i + 1) : 0;
8464         if (PAttrs)
8465           attrVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(i + 1, PAttrs));
8466       }
8467     }
8468
8469   if (FT->getReturnType() == Type::VoidTy)
8470     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
8471
8472   const ParamAttrsList* NewCallerPAL = ParamAttrsList::get(attrVec);
8473
8474   Instruction *NC;
8475   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
8476     NC = new InvokeInst(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
8477                         Args.begin(), Args.end(), Caller->getName(), Caller);
8478     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
8479     cast<InvokeInst>(NC)->setParamAttrs(NewCallerPAL);
8480   } else {
8481     NC = new CallInst(Callee, Args.begin(), Args.end(),
8482                       Caller->getName(), Caller);
8483     CallInst *CI = cast<CallInst>(Caller);
8484     if (CI->isTailCall())
8485       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
8486     cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(CI->getCallingConv());
8487     cast<CallInst>(NC)->setParamAttrs(NewCallerPAL);
8488   }
8489
8490   // Insert a cast of the return type as necessary.
8491   Value *NV = NC;
8492   if (OldRetTy != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
8493     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
8494       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
8495                                                             OldRetTy, false);
8496       NV = NC = CastInst::create(opcode, NC, OldRetTy, "tmp");
8497
8498       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
8499       // non-phi, instruction in the normal successor block.
8500       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
8501         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->begin();
8502         while (isa<PHINode>(I)) ++I;
8503         InsertNewInstBefore(NC, *I);
8504       } else {
8505         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
8506         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
8507       }
8508       AddUsersToWorkList(*Caller);
8509     } else {
8510       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
8511     }
8512   }
8513
8514   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
8515     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
8516   Caller->eraseFromParent();
8517   RemoveFromWorkList(Caller);
8518   return true;
8519 }
8520
8521 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
8522 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
8523 //
8524 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
8525   Value *Callee = CS.getCalledValue();
8526   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
8527   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
8528   const ParamAttrsList *Attrs = CS.getParamAttrs();
8529
8530   // If the call already has the 'nest' attribute somewhere then give up -
8531   // otherwise 'nest' would occur twice after splicing in the chain.
8532   if (Attrs && Attrs->hasAttrSomewhere(ParamAttr::Nest))
8533     return 0;
8534
8535   IntrinsicInst *Tramp =
8536     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
8537
8538   Function *NestF =
8539     cast<Function>(IntrinsicInst::StripPointerCasts(Tramp->getOperand(2)));
8540   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
8541   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
8542
8543   if (const ParamAttrsList *NestAttrs = NestF->getParamAttrs()) {
8544     unsigned NestIdx = 1;
8545     const Type *NestTy = 0;
8546     uint16_t NestAttr = 0;
8547
8548     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
8549     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
8550          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
8551       if (NestAttrs->paramHasAttr(NestIdx, ParamAttr::Nest)) {
8552         // Record the parameter type and any other attributes.
8553         NestTy = *I;
8554         NestAttr = NestAttrs->getParamAttrs(NestIdx);
8555         break;
8556       }
8557
8558     if (NestTy) {
8559       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
8560       std::vector<Value*> NewArgs;
8561       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
8562
8563       ParamAttrsVector NewAttrs;
8564       NewAttrs.reserve(Attrs ? Attrs->size() + 1 : 1);
8565
8566       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
8567       // mean appending it.  Likewise for attributes.
8568
8569       // Add any function result attributes.
8570       uint16_t Attr = Attrs ? Attrs->getParamAttrs(0) : 0;
8571       if (Attr)
8572         NewAttrs.push_back (ParamAttrsWithIndex::get(0, Attr));
8573
8574       {
8575         unsigned Idx = 1;
8576         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
8577         do {
8578           if (Idx == NestIdx) {
8579             // Add the chain argument and attributes.
8580             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
8581             if (NestVal->getType() != NestTy)
8582               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
8583             NewArgs.push_back(NestVal);
8584             NewAttrs.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
8585           }
8586
8587           if (I == E)
8588             break;
8589
8590           // Add the original argument and attributes.
8591           NewArgs.push_back(*I);
8592           Attr = Attrs ? Attrs->getParamAttrs(Idx) : 0;
8593           if (Attr)
8594             NewAttrs.push_back
8595               (ParamAttrsWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
8596
8597           ++Idx, ++I;
8598         } while (1);
8599       }
8600
8601       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
8602       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
8603       // with the chain parameter inserted.
8604
8605       std::vector<const Type*> NewTypes;
8606       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
8607
8608       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
8609       // mean appending it.
8610       {
8611         unsigned Idx = 1;
8612         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
8613           E = FTy->param_end();
8614
8615         do {
8616           if (Idx == NestIdx)
8617             // Add the chain's type.
8618             NewTypes.push_back(NestTy);
8619
8620           if (I == E)
8621             break;
8622
8623           // Add the original type.
8624           NewTypes.push_back(*I);
8625
8626           ++Idx, ++I;
8627         } while (1);
8628       }
8629
8630       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
8631       // code sort out any function type mismatches.
8632       FunctionType *NewFTy =
8633         FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes, FTy->isVarArg());
8634       Constant *NewCallee = NestF->getType() == PointerType::getUnqual(NewFTy) ?
8635         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PointerType::getUnqual(NewFTy));
8636       const ParamAttrsList *NewPAL = ParamAttrsList::get(NewAttrs);
8637
8638       Instruction *NewCaller;
8639       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
8640         NewCaller = new InvokeInst(NewCallee,
8641                                    II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
8642                                    NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
8643                                    Caller->getName(), Caller);
8644         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
8645         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setParamAttrs(NewPAL);
8646       } else {
8647         NewCaller = new CallInst(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
8648                                  Caller->getName(), Caller);
8649         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
8650           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
8651         cast<CallInst>(NewCaller)->
8652           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
8653         cast<CallInst>(NewCaller)->setParamAttrs(NewPAL);
8654       }
8655       if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
8656         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
8657       Caller->eraseFromParent();
8658       RemoveFromWorkList(Caller);
8659       return 0;
8660     }
8661   }
8662
8663   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
8664   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
8665   // code sort out any function type mismatches.
8666   Constant *NewCallee =
8667     NestF->getType() == PTy ? NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
8668   CS.setCalledFunction(NewCallee);
8669   return CS.getInstruction();
8670 }
8671
8672 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
8673 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
8674 /// and a single binop.
8675 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
8676   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
8677   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) ||
8678          isa<CmpInst>(FirstInst));
8679   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
8680   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
8681   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
8682     
8683   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
8684   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
8685   
8686   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
8687   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
8688   for (unsigned i = 0; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
8689     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
8690     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
8691         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
8692         // types or GEP's with different index types.
8693         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
8694         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
8695       return 0;
8696
8697     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
8698     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
8699       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
8700           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
8701         return 0;
8702     
8703     // Keep track of which operand needs a phi node.
8704     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
8705     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
8706   }
8707   
8708   // Otherwise, this is safe to transform, determine if it is profitable.
8709
8710   // If this is a GEP, and if the index (not the pointer) needs a PHI, bail out.
8711   // Indexes are often folded into load/store instructions, so we don't want to
8712   // hide them behind a phi.
8713   if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) && RHSVal == 0)
8714     return 0;
8715   
8716   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
8717   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
8718   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
8719   if (LHSVal == 0) {
8720     NewLHS = new PHINode(LHSType, FirstInst->getOperand(0)->getName()+".pn");
8721     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
8722     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
8723     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
8724     LHSVal = NewLHS;
8725   }
8726   
8727   if (RHSVal == 0) {
8728     NewRHS = new PHINode(RHSType, FirstInst->getOperand(1)->getName()+".pn");
8729     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
8730     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
8731     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
8732     RHSVal = NewRHS;
8733   }
8734   
8735   // Add all operands to the new PHIs.
8736   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8737     if (NewLHS) {
8738       Value *NewInLHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
8739       NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
8740     }
8741     if (NewRHS) {
8742       Value *NewInRHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(1);
8743       NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
8744     }
8745   }
8746     
8747   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
8748     return BinaryOperator::create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
8749   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
8750     return CmpInst::create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), LHSVal, 
8751                            RHSVal);
8752   else {
8753     assert(isa<GetElementPtrInst>(FirstInst));
8754     return new GetElementPtrInst(LHSVal, RHSVal);
8755   }
8756 }
8757
8758 /// isSafeToSinkLoad - Return true if we know that it is safe sink the load out
8759 /// of the block that defines it.  This means that it must be obvious the value
8760 /// of the load is not changed from the point of the load to the end of the
8761 /// block it is in.
8762 ///
8763 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
8764 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
8765 /// to a register.
8766 static bool isSafeToSinkLoad(LoadInst *L) {
8767   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
8768   
8769   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
8770     if (BBI->mayWriteToMemory())
8771       return false;
8772   
8773   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
8774   // profitable to do this xform.
8775   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
8776     bool isAddressTaken = false;
8777     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
8778          UI != E; ++UI) {
8779       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
8780       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
8781         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
8782         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
8783       }
8784       isAddressTaken = true;
8785       break;
8786     }
8787     
8788     if (!isAddressTaken)
8789       return false;
8790   }
8791   
8792   return true;
8793 }
8794
8795
8796 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
8797 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
8798 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
8799 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
8800   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
8801
8802   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
8803   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
8804   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
8805   // code size and simplifying code.
8806   Constant *ConstantOp = 0;
8807   const Type *CastSrcTy = 0;
8808   bool isVolatile = false;
8809   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
8810     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
8811   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
8812     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
8813     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
8814     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
8815     if (ConstantOp == 0)
8816       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
8817   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
8818     isVolatile = LI->isVolatile();
8819     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
8820     // load and the PHI.
8821     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
8822         !isSafeToSinkLoad(LI))
8823       return 0;
8824   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
8825     if (FirstInst->getNumOperands() == 2)
8826       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
8827     // Can't handle general GEPs yet.
8828     return 0;
8829   } else {
8830     return 0;  // Cannot fold this operation.
8831   }
8832
8833   // Check to see if all arguments are the same operation.
8834   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8835     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
8836     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
8837     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
8838       return 0;
8839     if (CastSrcTy) {
8840       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
8841         return 0;  // Cast operation must match.
8842     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
8843       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
8844       // the load and the PHI.
8845       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
8846           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
8847           !isSafeToSinkLoad(LI))
8848         return 0;
8849     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
8850       return 0;
8851     }
8852   }
8853
8854   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
8855   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
8856   PHINode *NewPN = new PHINode(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
8857                                PN.getName()+".in");
8858   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
8859
8860   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
8861   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
8862
8863   // Add all operands to the new PHI.
8864   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8865     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
8866     if (NewInVal != InVal)
8867       InVal = 0;
8868     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
8869   }
8870
8871   Value *PhiVal;
8872   if (InVal) {
8873     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
8874     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
8875     PhiVal = InVal;
8876     delete NewPN;
8877   } else {
8878     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
8879     PhiVal = NewPN;
8880   }
8881
8882   // Insert and return the new operation.
8883   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
8884     return CastInst::create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
8885   else if (isa<LoadInst>(FirstInst))
8886     return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
8887   else if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
8888     return BinaryOperator::create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
8889   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
8890     return CmpInst::create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
8891                            PhiVal, ConstantOp);
8892   else
8893     assert(0 && "Unknown operation");
8894   return 0;
8895 }
8896
8897 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
8898 /// that is dead.
8899 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
8900                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
8901   if (PN->use_empty()) return true;
8902   if (!PN->hasOneUse()) return false;
8903
8904   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
8905   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
8906     return true;
8907   
8908   // Don't scan crazily complex things.
8909   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
8910     return false;
8911
8912   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
8913     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
8914
8915   return false;
8916 }
8917
8918 /// PHIsEqualValue - Return true if this phi node is always equal to
8919 /// NonPhiInVal.  This happens with mutually cyclic phi nodes like:
8920 ///   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
8921 static bool PHIsEqualValue(PHINode *PN, Value *NonPhiInVal, 
8922                            SmallPtrSet<PHINode*, 16> &ValueEqualPHIs) {
8923   // See if we already saw this PHI node.
8924   if (!ValueEqualPHIs.insert(PN))
8925     return true;
8926   
8927   // Don't scan crazily complex things.
8928   if (ValueEqualPHIs.size() == 16)
8929     return false;
8930  
8931   // Scan the operands to see if they are either phi nodes or are equal to
8932   // the value.
8933   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8934     Value *Op = PN->getIncomingValue(i);
8935     if (PHINode *OpPN = dyn_cast<PHINode>(Op)) {
8936       if (!PHIsEqualValue(OpPN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
8937         return false;
8938     } else if (Op != NonPhiInVal)
8939       return false;
8940   }
8941   
8942   return true;
8943 }
8944
8945
8946 // PHINode simplification
8947 //
8948 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
8949   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
8950   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
8951   
8952   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
8953     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
8954
8955   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
8956   // reducing code size.
8957   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
8958       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
8959     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
8960       return Result;
8961
8962   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
8963   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
8964   // PHI)... break the cycle.
8965   if (PN.hasOneUse()) {
8966     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
8967     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
8968       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
8969       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
8970       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
8971         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
8972     }
8973    
8974     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
8975     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
8976     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
8977     // common case here is good because the only other things that catch this
8978     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
8979     // late.
8980     if (PHIUser->hasOneUse() &&
8981         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
8982         PHIUser->use_back() == &PN) {
8983       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
8984     }
8985   }
8986
8987   // We sometimes end up with phi cycles that non-obviously end up being the
8988   // same value, for example:
8989   //   z = some value; x = phi (y, z); y = phi (x, z)
8990   // where the phi nodes don't necessarily need to be in the same block.  Do a
8991   // quick check to see if the PHI node only contains a single non-phi value, if
8992   // so, scan to see if the phi cycle is actually equal to that value.
8993   {
8994     unsigned InValNo = 0, NumOperandVals = PN.getNumIncomingValues();
8995     // Scan for the first non-phi operand.
8996     while (InValNo != NumOperandVals && 
8997            isa<PHINode>(PN.getIncomingValue(InValNo)))
8998       ++InValNo;
8999
9000     if (InValNo != NumOperandVals) {
9001       Value *NonPhiInVal = PN.getOperand(InValNo);
9002       
9003       // Scan the rest of the operands to see if there are any conflicts, if so
9004       // there is no need to recursively scan other phis.
9005       for (++InValNo; InValNo != NumOperandVals; ++InValNo) {
9006         Value *OpVal = PN.getIncomingValue(InValNo);
9007         if (OpVal != NonPhiInVal && !isa<PHINode>(OpVal))
9008           break;
9009       }
9010       
9011       // If we scanned over all operands, then we have one unique value plus
9012       // phi values.  Scan PHI nodes to see if they all merge in each other or
9013       // the value.
9014       if (InValNo == NumOperandVals) {
9015         SmallPtrSet<PHINode*, 16> ValueEqualPHIs;
9016         if (PHIsEqualValue(&PN, NonPhiInVal, ValueEqualPHIs))
9017           return ReplaceInstUsesWith(PN, NonPhiInVal);
9018       }
9019     }
9020   }
9021   return 0;
9022 }
9023
9024 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
9025                                    Instruction *InsertPoint,
9026                                    InstCombiner *IC) {
9027   unsigned PtrSize = DTy->getPrimitiveSizeInBits();
9028   unsigned VTySize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
9029   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
9030   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
9031   // used for address computation.
9032   Instruction::CastOps opcode = 
9033      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
9034       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
9035   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
9036 }
9037
9038
9039 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
9040   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
9041   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
9042   // If so, eliminate the noop.
9043   if (GEP.getNumOperands() == 1)
9044     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
9045
9046   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
9047     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
9048
9049   bool HasZeroPointerIndex = false;
9050   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
9051     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
9052
9053   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
9054     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
9055
9056   // Eliminate unneeded casts for indices.
9057   bool MadeChange = false;
9058   
9059   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
9060   for (unsigned i = 1, e = GEP.getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
9061     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
9062       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(GEP.getOperand(i))) {
9063         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
9064             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
9065           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
9066           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
9067           // is a 32-bit pointer target.
9068           if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
9069             MadeChange = true;
9070             GEP.setOperand(i, CI->getOperand(0));
9071           }
9072         }
9073       }
9074       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
9075       // to what we need.  If the incoming value needs a cast instruction,
9076       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
9077       // obvious.
9078       Value *Op = GEP.getOperand(i);
9079       if (TD->getTypeSizeInBits(Op->getType()) > TD->getPointerSizeInBits())
9080         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
9081           GEP.setOperand(i, ConstantExpr::getTrunc(C, TD->getIntPtrType()));
9082           MadeChange = true;
9083         } else {
9084           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
9085                                 GEP);
9086           GEP.setOperand(i, Op);
9087           MadeChange = true;
9088         }
9089     }
9090   }
9091   if (MadeChange) return &GEP;
9092
9093   // If this GEP instruction doesn't move the pointer, and if the input operand
9094   // is a bitcast of another pointer, just replace the GEP with a bitcast of the
9095   // real input to the dest type.
9096   if (GEP.hasAllZeroIndices()) {
9097     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(GEP.getOperand(0))) {
9098       // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
9099       // converted to match the type of the cast, don't touch this.
9100       if (isa<AllocationInst>(BCI->getOperand(0))) {
9101         // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
9102         if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
9103           if (I != BCI) {
9104             I->takeName(BCI);
9105             BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
9106             ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
9107           }
9108           return &GEP;
9109         }
9110       }
9111       return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
9112     }
9113   }
9114   
9115   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
9116   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
9117   // getelementptr instructions into a single instruction.
9118   //
9119   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
9120   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
9121     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
9122
9123   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
9124     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
9125     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
9126     // avoids us creating a TON of code in some cases.
9127     //
9128     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
9129         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
9130       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
9131
9132     SmallVector<Value*, 8> Indices;
9133
9134     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
9135     bool EndsWithSequential = false;
9136     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
9137            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
9138       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
9139
9140     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
9141     if (EndsWithSequential) {
9142       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
9143       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
9144       //
9145       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
9146       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
9147         Sum = GO1;
9148       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
9149         Sum = SO1;
9150       } else {
9151         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
9152         // target's pointer size.
9153         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
9154           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
9155             SO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
9156           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
9157             GO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
9158           } else {
9159             unsigned PS = TD->getPointerSizeInBits();
9160             if (TD->getTypeSizeInBits(SO1->getType()) == PS) {
9161               // Convert GO1 to SO1's type.
9162               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
9163
9164             } else if (TD->getTypeSizeInBits(GO1->getType()) == PS) {
9165               // Convert SO1 to GO1's type.
9166               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
9167             } else {
9168               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
9169               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
9170               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
9171             }
9172           }
9173         }
9174         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
9175           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
9176         else {
9177           Sum = BinaryOperator::createAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
9178           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
9179         }
9180       }
9181
9182       // Recycle the GEP we already have if possible.
9183       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
9184         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
9185         GEP.setOperand(1, Sum);
9186         return &GEP;
9187       } else {
9188         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
9189                        SrcGEPOperands.end()-1);
9190         Indices.push_back(Sum);
9191         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
9192       }
9193     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
9194                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
9195                SrcGEPOperands.size() != 1) {
9196       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
9197       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
9198                      SrcGEPOperands.end());
9199       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
9200     }
9201
9202     if (!Indices.empty())
9203       return new GetElementPtrInst(SrcGEPOperands[0], Indices.begin(),
9204                                    Indices.end(), GEP.getName());
9205
9206   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
9207     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
9208     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
9209
9210     // Scan for nonconstants...
9211     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
9212     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
9213     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
9214       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
9215
9216     if (I == E) {  // If they are all constants...
9217       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV,
9218                                                     &Indices[0],Indices.size());
9219
9220       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
9221       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
9222     }
9223   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
9224     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
9225       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
9226     } else if (HasZeroPointerIndex) {
9227       // transform: GEP (bitcast [10 x i8]* X to [0 x i8]*), i32 0, ...
9228       // into     : GEP [10 x i8]* X, i32 0, ...
9229       //
9230       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
9231       //
9232       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
9233       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
9234       if (const ArrayType *XATy =
9235           dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
9236         if (const ArrayType *CATy =
9237             dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
9238           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
9239             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
9240             // to an array of the same type as the destination pointer
9241             // array.  Because the array type is never stepped over (there
9242             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
9243             GEP.setOperand(0, X);
9244             return &GEP;
9245           }
9246     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
9247       // Transform things like:
9248       // %t = getelementptr i32* bitcast ([2 x i32]* %str to i32*), i32 %V
9249       // into:  %t1 = getelementptr [2 x i32]* %str, i32 0, i32 %V; bitcast
9250       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
9251       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
9252       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
9253           TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
9254           TD->getABITypeSize(ResElTy)) {
9255         Value *Idx[2];
9256         Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9257         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
9258         Value *V = InsertNewInstBefore(
9259                new GetElementPtrInst(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()), GEP);
9260         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
9261         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
9262       }
9263       
9264       // Transform things like:
9265       // getelementptr i8* bitcast ([100 x double]* X to i8*), i32 %tmp
9266       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
9267       // getelementptr [100 x double]* %arr, i32 0, i32 %tmp2; bitcast
9268       
9269       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) && ResElTy == Type::Int8Ty) {
9270         uint64_t ArrayEltSize =
9271             TD->getABITypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
9272         
9273         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
9274         // allow either a mul, shift, or constant here.
9275         Value *NewIdx = 0;
9276         ConstantInt *Scale = 0;
9277         if (ArrayEltSize == 1) {
9278           NewIdx = GEP.getOperand(1);
9279           Scale = ConstantInt::get(NewIdx->getType(), 1);
9280         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
9281           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
9282           Scale = CI;
9283         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
9284           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
9285               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
9286             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
9287             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
9288             Scale = ConstantInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmtVal);
9289             NewIdx = Inst->getOperand(0);
9290           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
9291                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
9292             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
9293             NewIdx = Inst->getOperand(0);
9294           }
9295         }
9296         
9297         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
9298         // out, perform the transformation. Note, we don't know whether Scale is
9299         // signed or not. We'll use unsigned version of division/modulo
9300         // operation after making sure Scale doesn't have the sign bit set.
9301         if (Scale && Scale->getSExtValue() >= 0LL &&
9302             Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
9303           Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
9304                                    Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
9305           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
9306             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
9307                                                        false /*ZExt*/);
9308             Instruction *Sc = BinaryOperator::createMul(NewIdx, C, "idxscale");
9309             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
9310           }
9311
9312           // Insert the new GEP instruction.
9313           Value *Idx[2];
9314           Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9315           Idx[1] = NewIdx;
9316           Instruction *NewGEP =
9317             new GetElementPtrInst(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
9318           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
9319           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
9320           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
9321         }
9322       }
9323     }
9324   }
9325
9326   return 0;
9327 }
9328
9329 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
9330   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
9331   if (AI.isArrayAllocation())    // Check C != 1
9332     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
9333       const Type *NewTy = 
9334         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
9335       AllocationInst *New = 0;
9336
9337       // Create and insert the replacement instruction...
9338       if (isa<MallocInst>(AI))
9339         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
9340       else {
9341         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
9342         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
9343       }
9344
9345       InsertNewInstBefore(New, AI);
9346
9347       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
9348       // allocas if possible...
9349       //
9350       BasicBlock::iterator It = New;
9351       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
9352
9353       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
9354       // insert our getelementptr instruction...
9355       //
9356       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9357       Value *Idx[2];
9358       Idx[0] = NullIdx;
9359       Idx[1] = NullIdx;
9360       Value *V = new GetElementPtrInst(New, Idx, Idx + 2,
9361                                        New->getName()+".sub", It);
9362
9363       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
9364       // allocation.
9365       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
9366     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
9367       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
9368     }
9369
9370   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
9371   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
9372   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
9373   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() &&
9374       TD->getABITypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
9375     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
9376
9377   return 0;
9378 }
9379
9380 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
9381   Value *Op = FI.getOperand(0);
9382
9383   // free undef -> unreachable.
9384   if (isa<UndefValue>(Op)) {
9385     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
9386     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
9387                   UndefValue::get(PointerType::getUnqual(Type::Int1Ty)), &FI);
9388     return EraseInstFromFunction(FI);
9389   }
9390   
9391   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
9392   // when lots of inlining happens.
9393   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
9394     return EraseInstFromFunction(FI);
9395   
9396   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
9397   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
9398     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
9399     return &FI;
9400   }
9401   
9402   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
9403   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
9404     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
9405       AddToWorkList(GEPI);
9406       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
9407       return &FI;
9408     }
9409   }
9410   
9411   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
9412   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
9413     if (MI->hasOneUse()) {
9414       EraseInstFromFunction(FI);
9415       return EraseInstFromFunction(*MI);
9416     }
9417
9418   return 0;
9419 }
9420
9421
9422 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
9423 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
9424                                         const TargetData *TD) {
9425   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
9426   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
9427
9428   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CI)) {
9429     // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
9430     // directly if string length is small enough.
9431     const std::string &Str = CE->getOperand(0)->getStringValue();
9432     if (!Str.empty()) {
9433       unsigned len = Str.length();
9434       const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
9435       unsigned numBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
9436       // Replace LI with immediate integer store.
9437       if ((numBits >> 3) == len + 1) {
9438         APInt StrVal(numBits, 0);
9439         APInt SingleChar(numBits, 0);
9440         if (TD->isLittleEndian()) {
9441           for (signed i = len-1; i >= 0; i--) {
9442             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
9443             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9444           }
9445         } else {
9446           for (unsigned i = 0; i < len; i++) {
9447             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
9448                 StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9449           }
9450           // Append NULL at the end.
9451           SingleChar = 0;
9452           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9453         }
9454         Value *NL = ConstantInt::get(StrVal);
9455         return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, NL);
9456       }
9457     }
9458   }
9459
9460   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
9461   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
9462     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9463
9464     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
9465          isa<VectorType>(DestPTy)) {
9466       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
9467       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
9468       // constants.
9469       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
9470         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
9471           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
9472             Value *Idxs[2];
9473             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9474             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
9475             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
9476             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9477           }
9478
9479       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
9480             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
9481           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
9482           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
9483           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
9484           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
9485                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
9486
9487         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
9488         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
9489         // the result of the loaded value.
9490         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
9491                                                              CI->getName(),
9492                                                          LI.isVolatile()),LI);
9493         // Now cast the result of the load.
9494         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
9495       }
9496     }
9497   }
9498   return 0;
9499 }
9500
9501 /// isSafeToLoadUnconditionally - Return true if we know that executing a load
9502 /// from this value cannot trap.  If it is not obviously safe to load from the
9503 /// specified pointer, we do a quick local scan of the basic block containing
9504 /// ScanFrom, to determine if the address is already accessed.
9505 static bool isSafeToLoadUnconditionally(Value *V, Instruction *ScanFrom) {
9506   // If it is an alloca it is always safe to load from.
9507   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
9508
9509   // If it is a global variable it is mostly safe to load from.
9510   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
9511     // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
9512     return !isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage();
9513
9514   // Otherwise, be a little bit agressive by scanning the local block where we
9515   // want to check to see if the pointer is already being loaded or stored
9516   // from/to.  If so, the previous load or store would have already trapped,
9517   // so there is no harm doing an extra load (also, CSE will later eliminate
9518   // the load entirely).
9519   BasicBlock::iterator BBI = ScanFrom, E = ScanFrom->getParent()->begin();
9520
9521   while (BBI != E) {
9522     --BBI;
9523
9524     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
9525       if (LI->getOperand(0) == V) return true;
9526     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
9527       if (SI->getOperand(1) == V) return true;
9528
9529   }
9530   return false;
9531 }
9532
9533 /// GetUnderlyingObject - Trace through a series of getelementptrs and bitcasts
9534 /// until we find the underlying object a pointer is referring to or something
9535 /// we don't understand.  Note that the returned pointer may be offset from the
9536 /// input, because we ignore GEP indices.
9537 static Value *GetUnderlyingObject(Value *Ptr) {
9538   while (1) {
9539     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr)) {
9540       if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast ||
9541           CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
9542         Ptr = CE->getOperand(0);
9543       else
9544         return Ptr;
9545     } else if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Ptr)) {
9546       Ptr = BCI->getOperand(0);
9547     } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr)) {
9548       Ptr = GEP->getOperand(0);
9549     } else {
9550       return Ptr;
9551     }
9552   }
9553 }
9554
9555 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
9556   Value *Op = LI.getOperand(0);
9557
9558   // Attempt to improve the alignment.
9559   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Op, TD);
9560   if (KnownAlign > LI.getAlignment())
9561     LI.setAlignment(KnownAlign);
9562
9563   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
9564   if (isa<CastInst>(Op))
9565     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
9566       return Res;
9567
9568   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
9569   if (LI.isVolatile()) return 0;
9570   
9571   if (&LI.getParent()->front() != &LI) {
9572     BasicBlock::iterator BBI = &LI; --BBI;
9573     // If the instruction immediately before this is a store to the same
9574     // address, do a simple form of store->load forwarding.
9575     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
9576       if (SI->getOperand(1) == LI.getOperand(0))
9577         return ReplaceInstUsesWith(LI, SI->getOperand(0));
9578     if (LoadInst *LIB = dyn_cast<LoadInst>(BBI))
9579       if (LIB->getOperand(0) == LI.getOperand(0))
9580         return ReplaceInstUsesWith(LI, LIB);
9581   }
9582
9583   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
9584     const Value *GEPI0 = GEPI->getOperand(0);
9585     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
9586     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI0) &&
9587         cast<PointerType>(GEPI0->getType())->getAddressSpace() == 0) {
9588       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
9589       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
9590       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
9591       // CFG.
9592       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
9593                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
9594       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
9595     }
9596   } 
9597
9598   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
9599     // load null/undef -> undef
9600     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
9601     if (isa<UndefValue>(C) || (C->isNullValue() && 
9602         cast<PointerType>(Op->getType())->getAddressSpace() == 0)) {
9603       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
9604       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
9605       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
9606       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
9607                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
9608       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
9609     }
9610
9611     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
9612     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
9613       if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
9614         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
9615
9616     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
9617     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op))
9618       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
9619         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
9620           if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
9621             if (Constant *V = 
9622                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
9623               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
9624         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
9625           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
9626           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
9627           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
9628           // CFG.
9629           new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
9630                         Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
9631           return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
9632         }
9633
9634       } else if (CE->isCast()) {
9635         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
9636           return Res;
9637       }
9638   }
9639     
9640   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
9641   // is all undef or zero, we know what it loads.
9642   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GetUnderlyingObject(Op))) {
9643     if (GV->isConstant() && GV->hasInitializer()) {
9644       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
9645         return ReplaceInstUsesWith(LI, Constant::getNullValue(LI.getType()));
9646       else if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
9647         return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
9648     }
9649   }
9650
9651   if (Op->hasOneUse()) {
9652     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
9653     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
9654     // exposes redundancy in the code.
9655     //
9656     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
9657     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
9658     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
9659     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
9660     // unconditionally.
9661     //
9662     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
9663       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
9664       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
9665           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
9666         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
9667                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
9668         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
9669                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
9670         return new SelectInst(SI->getCondition(), V1, V2);
9671       }
9672
9673       // load (select (cond, null, P)) -> load P
9674       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
9675         if (C->isNullValue()) {
9676           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
9677           return &LI;
9678         }
9679
9680       // load (select (cond, P, null)) -> load P
9681       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
9682         if (C->isNullValue()) {
9683           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
9684           return &LI;
9685         }
9686     }
9687   }
9688   return 0;
9689 }
9690
9691 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
9692 /// when possible.
9693 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
9694   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
9695   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
9696
9697   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
9698   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
9699     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9700
9701     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
9702       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
9703       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
9704       // constants.
9705       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
9706         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
9707           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
9708             Value* Idxs[2];
9709             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9710             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
9711             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
9712             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9713           }
9714
9715       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
9716           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
9717                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
9718
9719         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
9720         // the same size.  Instead of casting the pointer before 
9721         // the store, cast the value to be stored.
9722         Value *NewCast;
9723         Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
9724         Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
9725         const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
9726         const Type* CastDstTy = SrcPTy;
9727         if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
9728           if (CastSrcTy->isInteger())
9729             opcode = Instruction::IntToPtr;
9730         } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
9731           if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
9732             opcode = Instruction::PtrToInt;
9733         }
9734         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
9735           NewCast = ConstantExpr::getCast(opcode, C, CastDstTy);
9736         else
9737           NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
9738             CastInst::create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
9739             SI);
9740         return new StoreInst(NewCast, CastOp);
9741       }
9742     }
9743   }
9744   return 0;
9745 }
9746
9747 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
9748   Value *Val = SI.getOperand(0);
9749   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
9750
9751   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
9752     EraseInstFromFunction(SI);
9753     ++NumCombined;
9754     return 0;
9755   }
9756   
9757   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
9758   // alloca dead.
9759   if (Ptr->hasOneUse()) {
9760     if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
9761       EraseInstFromFunction(SI);
9762       ++NumCombined;
9763       return 0;
9764     }
9765     
9766     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
9767       if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) &&
9768           GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
9769         EraseInstFromFunction(SI);
9770         ++NumCombined;
9771         return 0;
9772       }
9773   }
9774
9775   // Attempt to improve the alignment.
9776   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr, TD);
9777   if (KnownAlign > SI.getAlignment())
9778     SI.setAlignment(KnownAlign);
9779
9780   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consequtive
9781   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
9782   // situation often occurs with bitfield accesses.
9783   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
9784   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
9785        --ScanInsts) {
9786     --BBI;
9787     
9788     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
9789       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
9790       if (!PrevSI->isVolatile() && PrevSI->getOperand(1) == SI.getOperand(1)) {
9791         ++NumDeadStore;
9792         ++BBI;
9793         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
9794         continue;
9795       }
9796       break;
9797     }
9798     
9799     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
9800     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
9801     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
9802     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
9803       if (LI == Val && LI->getOperand(0) == Ptr && !SI.isVolatile()) {
9804         EraseInstFromFunction(SI);
9805         ++NumCombined;
9806         return 0;
9807       }
9808       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
9809       // may not be dead.
9810       break;
9811     }
9812     
9813     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
9814     if (BBI->mayWriteToMemory())
9815       break;
9816   }
9817   
9818   
9819   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
9820
9821   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
9822   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
9823     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
9824       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
9825       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
9826         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
9827       ++NumCombined;
9828     }
9829     return 0;  // Do not modify these!
9830   }
9831
9832   // store undef, Ptr -> noop
9833   if (isa<UndefValue>(Val)) {
9834     EraseInstFromFunction(SI);
9835     ++NumCombined;
9836     return 0;
9837   }
9838
9839   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
9840   // source instead.
9841   if (isa<CastInst>(Ptr))
9842     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
9843       return Res;
9844   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
9845     if (CE->isCast())
9846       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
9847         return Res;
9848
9849   
9850   // If this store is the last instruction in the basic block, and if the block
9851   // ends with an unconditional branch, try to move it to the successor block.
9852   BBI = &SI; ++BBI;
9853   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
9854     if (BI->isUnconditional())
9855       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
9856         return 0;  // xform done!
9857   
9858   return 0;
9859 }
9860
9861 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
9862 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
9863 /// into a phi node with a store in the successor.
9864 ///
9865 /// Simplify things like:
9866 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
9867 /// into a phi node with a store in the successor.
9868 ///
9869 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
9870   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
9871   
9872   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
9873   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
9874   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
9875   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
9876   
9877   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
9878   // the other predecessor.
9879   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
9880   BasicBlock *OtherBB = 0;
9881   if (*PI != StoreBB)
9882     OtherBB = *PI;
9883   ++PI;
9884   if (PI == pred_end(DestBB))
9885     return false;
9886   
9887   if (*PI != StoreBB) {
9888     if (OtherBB)
9889       return false;
9890     OtherBB = *PI;
9891   }
9892   if (++PI != pred_end(DestBB))
9893     return false;
9894   
9895   
9896   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
9897   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
9898   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
9899   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
9900     return false;
9901   
9902   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
9903   // else' case.  there is an instruction before the branch.
9904   StoreInst *OtherStore = 0;
9905   if (OtherBr->isUnconditional()) {
9906     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
9907     --BBI;
9908     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
9909     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
9910       return false;
9911   } else {
9912     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
9913     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
9914     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
9915         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
9916       return false;
9917     
9918     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
9919     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
9920     // lives in OtherBB.
9921     for (;; --BBI) {
9922       // Check to see if we find the matching store.
9923       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
9924         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
9925           return false;
9926         break;
9927       }
9928       // If we find something that may be using the stored value, or if we run
9929       // out of instructions, we can't do the xform.
9930       if (isa<LoadInst>(BBI) || BBI->mayWriteToMemory() ||
9931           BBI == OtherBB->begin())
9932         return false;
9933     }
9934     
9935     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
9936     // make sure nothing reads the stored value in StoreBB.
9937     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
9938       // FIXME: This should really be AA driven.
9939       if (isa<LoadInst>(I) || I->mayWriteToMemory())
9940         return false;
9941     }
9942   }
9943   
9944   // Insert a PHI node now if we need it.
9945   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
9946   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
9947     PHINode *PN = new PHINode(MergedVal->getType(), "storemerge");
9948     PN->reserveOperandSpace(2);
9949     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
9950     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
9951     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
9952   }
9953   
9954   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
9955   // insert it.
9956   BBI = DestBB->begin();
9957   while (isa<PHINode>(BBI)) ++BBI;
9958   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
9959                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
9960   
9961   // Nuke the old stores.
9962   EraseInstFromFunction(SI);
9963   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
9964   ++NumCombined;
9965   return true;
9966 }
9967
9968
9969 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
9970   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
9971   Value *X = 0;
9972   BasicBlock *TrueDest;
9973   BasicBlock *FalseDest;
9974   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
9975       !isa<Constant>(X)) {
9976     // Swap Destinations and condition...
9977     BI.setCondition(X);
9978     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
9979     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
9980     return &BI;
9981   }
9982
9983   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
9984   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
9985   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
9986                              TrueDest, FalseDest)))
9987     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
9988          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
9989       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
9990       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
9991       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
9992       NewSCC->takeName(I);
9993       // Swap Destinations and condition...
9994       BI.setCondition(NewSCC);
9995       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
9996       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
9997       RemoveFromWorkList(I);
9998       I->eraseFromParent();
9999       AddToWorkList(NewSCC);
10000       return &BI;
10001     }
10002
10003   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
10004   ICmpInst::Predicate IPred;
10005   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
10006                       TrueDest, FalseDest)))
10007     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
10008          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
10009          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
10010       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
10011       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
10012       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
10013       NewSCC->takeName(I);
10014       // Swap Destinations and condition...
10015       BI.setCondition(NewSCC);
10016       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
10017       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
10018       RemoveFromWorkList(I);
10019       I->eraseFromParent();;
10020       AddToWorkList(NewSCC);
10021       return &BI;
10022     }
10023
10024   return 0;
10025 }
10026
10027 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
10028   Value *Cond = SI.getCondition();
10029   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
10030     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
10031       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
10032         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
10033         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
10034           SI.setOperand(i,ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
10035                                                 AddRHS));
10036         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
10037         AddToWorkList(I);
10038         return &SI;
10039       }
10040   }
10041   return 0;
10042 }
10043
10044 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
10045 /// is to leave as a vector operation.
10046 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
10047   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
10048     return true;
10049   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
10050     if (isConstant) return true;
10051     // If all elts are the same, we can extract.
10052     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
10053     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
10054       if (C->getOperand(i) != Op0)
10055         return false;
10056     return true;
10057   }
10058   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
10059   if (!I) return false;
10060   
10061   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
10062   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
10063   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
10064       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
10065     return true;
10066   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
10067     return true;
10068   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
10069     if (BO->hasOneUse() &&
10070         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
10071          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
10072       return true;
10073   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
10074     if (CI->hasOneUse() &&
10075         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
10076          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
10077       return true;
10078   
10079   return false;
10080 }
10081
10082 /// Read and decode a shufflevector mask.
10083 ///
10084 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
10085 /// elements in the input.
10086 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
10087   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
10088   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
10089     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
10090   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
10091     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
10092
10093   std::vector<unsigned> Result;
10094   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
10095   for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
10096     if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i)))
10097       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
10098     else
10099       Result.push_back(cast<ConstantInt>(CP->getOperand(i))->getZExtValue());
10100   return Result;
10101 }
10102
10103 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
10104 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
10105 /// extracted from the vector.
10106 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
10107   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
10108   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
10109   unsigned Width = PTy->getNumElements();
10110   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
10111     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
10112   
10113   if (isa<UndefValue>(V))
10114     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
10115   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
10116     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
10117   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
10118     return CP->getOperand(EltNo);
10119   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
10120     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
10121     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
10122       return 0;
10123     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
10124     
10125     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
10126     // inserted value.
10127     if (EltNo == IIElt) 
10128       return III->getOperand(1);
10129     
10130     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
10131     // vector input.
10132     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
10133   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
10134     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
10135     if (InEl < Width)
10136       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
10137     else if (InEl < Width*2)
10138       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - Width);
10139     else
10140       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
10141   }
10142   
10143   // Otherwise, we don't know.
10144   return 0;
10145 }
10146
10147 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
10148
10149   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
10150   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
10151     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
10152
10153   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
10154   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
10155     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
10156   
10157   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
10158     // If vector val is constant with uniform operands, replace EI
10159     // with that operand
10160     Constant *op0 = C->getOperand(0);
10161     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
10162       if (C->getOperand(i) != op0) {
10163         op0 = 0; 
10164         break;
10165       }
10166     if (op0)
10167       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
10168   }
10169   
10170   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
10171   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
10172   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
10173     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
10174     unsigned VectorWidth = 
10175       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
10176       
10177     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
10178     // crashing the code below.
10179     if (IndexVal >= VectorWidth)
10180       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
10181     
10182     // This instruction only demands the single element from the input vector.
10183     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
10184     // property.
10185     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
10186       uint64_t UndefElts;
10187       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
10188                                                 1 << IndexVal,
10189                                                 UndefElts)) {
10190         EI.setOperand(0, V);
10191         return &EI;
10192       }
10193     }
10194     
10195     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
10196       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
10197     
10198     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
10199     // the same number of elements, see if we can find the source element from
10200     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
10201     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
10202       if (const VectorType *VT = 
10203               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
10204         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
10205           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
10206             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
10207     }
10208   }
10209   
10210   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
10211     if (I->hasOneUse()) {
10212       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
10213       // profitable to do so
10214       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
10215         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
10216         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
10217           ExtractElementInst *newEI0 = 
10218             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
10219                                    EI.getName()+".lhs");
10220           ExtractElementInst *newEI1 =
10221             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
10222                                    EI.getName()+".rhs");
10223           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
10224           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
10225           return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
10226         }
10227       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
10228         unsigned AS = 
10229           cast<PointerType>(I->getOperand(0)->getType())->getAddressSpace();
10230         Value *Ptr = InsertBitCastBefore(I->getOperand(0),
10231                                          PointerType::get(EI.getType(), AS),EI);
10232         GetElementPtrInst *GEP = 
10233           new GetElementPtrInst(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName() + ".gep");
10234         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
10235         return new LoadInst(GEP);
10236       }
10237     }
10238     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
10239       // Extracting the inserted element?
10240       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
10241         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
10242       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
10243       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
10244       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
10245           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
10246         AddUsesToWorkList(EI);
10247         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
10248         return &EI;
10249       }
10250     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
10251       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
10252       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
10253       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
10254         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
10255         Value *Src;
10256         if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements())
10257           Src = SVI->getOperand(0);
10258         else if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements()*2) {
10259           SrcIdx -= SVI->getType()->getNumElements();
10260           Src = SVI->getOperand(1);
10261         } else {
10262           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
10263         }
10264         return new ExtractElementInst(Src, SrcIdx);
10265       }
10266     }
10267   }
10268   return 0;
10269 }
10270
10271 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
10272 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
10273 /// Otherwise, return false.
10274 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
10275                                          std::vector<Constant*> &Mask) {
10276   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
10277          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
10278   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
10279
10280   if (isa<UndefValue>(V)) {
10281     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10282     return true;
10283   } else if (V == LHS) {
10284     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
10285       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
10286     return true;
10287   } else if (V == RHS) {
10288     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
10289       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i+NumElts));
10290     return true;
10291   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
10292     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
10293     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
10294     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
10295     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
10296     
10297     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
10298       return false;
10299     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
10300     
10301     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
10302       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
10303       // transitively ok.
10304       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
10305         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
10306         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::Int32Ty);
10307         return true;
10308       }      
10309     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
10310       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
10311           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
10312         unsigned ExtractedIdx =
10313           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
10314         
10315         // This must be extracting from either LHS or RHS.
10316         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
10317           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
10318           // transitively ok.
10319           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
10320             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
10321             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
10322               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
10323                  ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
10324             } else {
10325               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
10326               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
10327                 ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
10328               
10329             }
10330             return true;
10331           }
10332         }
10333       }
10334     }
10335   }
10336   // TODO: Handle shufflevector here!
10337   
10338   return false;
10339 }
10340
10341 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
10342 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
10343 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
10344 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
10345                                      Value *&RHS) {
10346   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
10347          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
10348          "Invalid shuffle!");
10349   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
10350
10351   if (isa<UndefValue>(V)) {
10352     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10353     return V;
10354   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
10355     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0));
10356     return V;
10357   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
10358     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
10359     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
10360     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
10361     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
10362     
10363     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
10364       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
10365           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
10366         unsigned ExtractedIdx =
10367           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
10368         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
10369         
10370         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
10371         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
10372         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
10373           RHS = EI->getOperand(0);
10374           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
10375           Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
10376             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
10377           return V;
10378         }
10379         
10380         if (VecOp == RHS) {
10381           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
10382           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
10383           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
10384             if (i != InsertedIdx)
10385               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+i);
10386           }
10387           return V;
10388         }
10389         
10390         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
10391         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
10392         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
10393           return EI->getOperand(0);
10394         
10395       }
10396     }
10397   }
10398   // TODO: Handle shufflevector here!
10399   
10400   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
10401   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
10402     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
10403   return V;
10404 }
10405
10406 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
10407   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
10408   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
10409   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
10410   
10411   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
10412   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
10413     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
10414   
10415   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
10416   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
10417   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
10418     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
10419         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
10420       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
10421       unsigned ExtractedIdx =
10422         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
10423       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
10424       
10425       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
10426         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
10427       
10428       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
10429         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
10430       
10431       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
10432       // back into the same place, just use the input vector.
10433       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
10434         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
10435       
10436       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
10437       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
10438       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
10439       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
10440       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
10441         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
10442         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
10443         // Build a new shuffle mask.
10444         std::vector<Constant*> Mask;
10445         if (isa<UndefValue>(VecOp))
10446           Mask.assign(NumVectorElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10447         else {
10448           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
10449           Mask.assign(NumVectorElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
10450                                                        NumVectorElts));
10451         } 
10452         Mask[InsertedIdx] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
10453         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
10454                                      ConstantVector::get(Mask));
10455       }
10456       
10457       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
10458       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
10459       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
10460         std::vector<Constant*> Mask;
10461         Value *RHS = 0;
10462         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
10463         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
10464         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
10465         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
10466       }
10467     }
10468   }
10469
10470   return 0;
10471 }
10472
10473
10474 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
10475   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
10476   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
10477   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
10478
10479   bool MadeChange = false;
10480   
10481   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
10482   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
10483     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
10484   
10485   // If we have shuffle(x, undef, mask) and any elements of mask refer to
10486   // the undef, change them to undefs.
10487   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(1))) {
10488     // Scan to see if there are any references to the RHS.  If so, replace them
10489     // with undef element refs and set MadeChange to true.
10490     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10491       if (Mask[i] >= e && Mask[i] != 2*e) {
10492         Mask[i] = 2*e;
10493         MadeChange = true;
10494       }
10495     }
10496     
10497     if (MadeChange) {
10498       // Remap any references to RHS to use LHS.
10499       std::vector<Constant*> Elts;
10500       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10501         if (Mask[i] == 2*e)
10502           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10503         else
10504           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
10505       }
10506       SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
10507     }
10508   }
10509   
10510   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
10511   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
10512   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
10513     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
10514       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
10515       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
10516     }
10517     
10518     // Remap any references to RHS to use LHS.
10519     std::vector<Constant*> Elts;
10520     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10521       if (Mask[i] >= 2*e)
10522         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10523       else {
10524         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
10525             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS)))
10526           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
10527         else
10528           Mask[i] &= (e-1);  // Force to LHS.
10529         Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
10530       }
10531     }
10532     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
10533     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
10534     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
10535     LHS = SVI.getOperand(0);
10536     RHS = SVI.getOperand(1);
10537     MadeChange = true;
10538   }
10539   
10540   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
10541   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
10542     
10543   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10544     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
10545     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
10546     isLHSID &= (Mask[i] == i);
10547       
10548     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
10549     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
10550   }
10551
10552   // Eliminate identity shuffles.
10553   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
10554   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
10555   
10556   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
10557   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
10558   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
10559   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
10560   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
10561   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
10562   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
10563   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
10564   // (splat(splat)) -> splat.
10565   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
10566     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
10567       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
10568
10569       std::vector<unsigned> NewMask;
10570       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
10571         if (Mask[i] >= 2*e)
10572           NewMask.push_back(2*e);
10573         else
10574           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
10575       
10576       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
10577       // the replacement.
10578       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
10579         std::vector<Constant*> Elts;
10580         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
10581           if (NewMask[i] >= e*2) {
10582             Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10583           } else {
10584             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
10585           }
10586         }
10587         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
10588                                      LHSSVI->getOperand(1),
10589                                      ConstantVector::get(Elts));
10590       }
10591     }
10592   }
10593
10594   return MadeChange ? &SVI : 0;
10595 }
10596
10597
10598
10599
10600 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
10601 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
10602 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
10603 /// end of its block.
10604 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
10605   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
10606
10607   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
10608   if (isa<PHINode>(I) || I->mayWriteToMemory()) return false;
10609
10610   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
10611   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
10612         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
10613     return false;
10614
10615   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
10616   // the end of block that could change the value.
10617   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
10618     for (BasicBlock::iterator Scan = LI, E = LI->getParent()->end();
10619          Scan != E; ++Scan)
10620       if (Scan->mayWriteToMemory())
10621         return false;
10622   }
10623
10624   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->begin();
10625   while (isa<PHINode>(InsertPos)) ++InsertPos;
10626
10627   I->moveBefore(InsertPos);
10628   ++NumSunkInst;
10629   return true;
10630 }
10631
10632
10633 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
10634 /// all reachable code to the worklist.
10635 ///
10636 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
10637 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
10638 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
10639 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
10640 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
10641 ///
10642 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
10643                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
10644                                        InstCombiner &IC,
10645                                        const TargetData *TD) {
10646   std::vector<BasicBlock*> Worklist;
10647   Worklist.push_back(BB);
10648
10649   while (!Worklist.empty()) {
10650     BB = Worklist.back();
10651     Worklist.pop_back();
10652     
10653     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
10654     if (!Visited.insert(BB)) continue;
10655     
10656     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
10657       Instruction *Inst = BBI++;
10658       
10659       // DCE instruction if trivially dead.
10660       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
10661         ++NumDeadInst;
10662         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
10663         Inst->eraseFromParent();
10664         continue;
10665       }
10666       
10667       // ConstantProp instruction if trivially constant.
10668       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD)) {
10669         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
10670         Inst->replaceAllUsesWith(C);
10671         ++NumConstProp;
10672         Inst->eraseFromParent();
10673         continue;
10674       }
10675      
10676       IC.AddToWorkList(Inst);
10677     }
10678
10679     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
10680     // constant, only visit the reachable successor.
10681     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
10682     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
10683       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
10684         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
10685         Worklist.push_back(BI->getSuccessor(!CondVal));
10686         continue;
10687       }
10688     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
10689       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
10690         // See if this is an explicit destination.
10691         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
10692           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
10693             Worklist.push_back(SI->getSuccessor(i));
10694             continue;
10695           }
10696         
10697         // Otherwise it is the default destination.
10698         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
10699         continue;
10700       }
10701     }
10702     
10703     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
10704       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
10705   }
10706 }
10707
10708 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
10709   bool Changed = false;
10710   TD = &getAnalysis<TargetData>();
10711   
10712   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
10713              << F.getNameStr() << "\n");
10714
10715   {
10716     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
10717     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
10718     // track of which blocks we visit.
10719     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
10720     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
10721
10722     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
10723     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
10724     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
10725     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
10726       if (!Visited.count(BB)) {
10727         Instruction *Term = BB->getTerminator();
10728         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
10729           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
10730
10731           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
10732           ++NumDeadInst;
10733
10734           if (!I->use_empty())
10735             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
10736           I->eraseFromParent();
10737         }
10738       }
10739   }
10740
10741   while (!Worklist.empty()) {
10742     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
10743     if (I == 0) continue;  // skip null values.
10744
10745     // Check to see if we can DCE the instruction.
10746     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
10747       // Add operands to the worklist.
10748       if (I->getNumOperands() < 4)
10749         AddUsesToWorkList(*I);
10750       ++NumDeadInst;
10751
10752       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
10753
10754       I->eraseFromParent();
10755       RemoveFromWorkList(I);
10756       continue;
10757     }
10758
10759     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
10760     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD)) {
10761       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
10762
10763       // Add operands to the worklist.
10764       AddUsesToWorkList(*I);
10765       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
10766
10767       ++NumConstProp;
10768       I->eraseFromParent();
10769       RemoveFromWorkList(I);
10770       continue;
10771     }
10772
10773     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
10774     if (I->hasOneUse()) {
10775       BasicBlock *BB = I->getParent();
10776       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
10777       if (UserParent != BB) {
10778         bool UserIsSuccessor = false;
10779         // See if the user is one of our successors.
10780         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
10781           if (*SI == UserParent) {
10782             UserIsSuccessor = true;
10783             break;
10784           }
10785
10786         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
10787         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
10788         // otherwise), we can keep going.
10789         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
10790             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
10791           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
10792           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
10793       }
10794     }
10795
10796     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
10797 #ifndef NDEBUG
10798     std::string OrigI;
10799 #endif
10800     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
10801     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
10802       ++NumCombined;
10803       // Should we replace the old instruction with a new one?
10804       if (Result != I) {
10805         DOUT << "IC: Old = " << *I
10806              << "    New = " << *Result;
10807
10808         // Everything uses the new instruction now.
10809         I->replaceAllUsesWith(Result);
10810
10811         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
10812         AddToWorkList(Result);
10813         AddUsersToWorkList(*Result);
10814
10815         // Move the name to the new instruction first.
10816         Result->takeName(I);
10817
10818         // Insert the new instruction into the basic block...
10819         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
10820         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
10821
10822         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
10823           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
10824             ++InsertPos;
10825
10826         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
10827
10828         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
10829         // use counts.
10830         AddUsesToWorkList(*I);
10831
10832         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
10833         // we do not process an instruction that has been deleted.
10834         RemoveFromWorkList(I);
10835
10836         // Erase the old instruction.
10837         InstParent->getInstList().erase(I);
10838       } else {
10839 #ifndef NDEBUG
10840         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
10841              << "    New = " << *I;
10842 #endif
10843
10844         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
10845         // if so, remove it.
10846         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
10847           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
10848           // use counts.
10849           AddUsesToWorkList(*I);
10850
10851           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
10852           // occurrences of this instruction.
10853           RemoveFromWorkList(I);
10854           I->eraseFromParent();
10855         } else {
10856           AddToWorkList(I);
10857           AddUsersToWorkList(*I);
10858         }
10859       }
10860       Changed = true;
10861     }
10862   }
10863
10864   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
10865     
10866   // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
10867   WorklistMap.clear();
10868   return Changed;
10869 }
10870
10871
10872 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
10873   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
10874   
10875   bool EverMadeChange = false;
10876
10877   // Iterate while there is work to do.
10878   unsigned Iteration = 0;
10879   while (DoOneIteration(F, Iteration++)) 
10880     EverMadeChange = true;
10881   return EverMadeChange;
10882 }
10883
10884 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
10885   return new InstCombiner();
10886 }
10887