Implement a couple of foldings for ordered and unordered comparisons,
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
11 // instructions.  This pass does not modify the CFG This pass is where algebraic
12 // simplification happens.
13 //
14 // This pass combines things like:
15 //    %Y = add i32 %X, 1
16 //    %Z = add i32 %Y, 1
17 // into:
18 //    %Z = add i32 %X, 2
19 //
20 // This is a simple worklist driven algorithm.
21 //
22 // This pass guarantees that the following canonicalizations are performed on
23 // the program:
24 //    1. If a binary operator has a constant operand, it is moved to the RHS
25 //    2. Bitwise operators with constant operands are always grouped so that
26 //       shifts are performed first, then or's, then and's, then xor's.
27 //    3. Compare instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
28 //    4. All cmp instructions on boolean values are replaced with logical ops
29 //    5. add X, X is represented as (X*2) => (X << 1)
30 //    6. Multiplies with a power-of-two constant argument are transformed into
31 //       shifts.
32 //   ... etc.
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
37 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
38 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
39 #include "llvm/Pass.h"
40 #include "llvm/DerivedTypes.h"
41 #include "llvm/GlobalVariable.h"
42 #include "llvm/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/Debug.h"
49 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
50 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
51 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
52 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
53 #include "llvm/Support/Compiler.h"
54 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
55 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
56 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
57 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
58 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
59 #include <algorithm>
60 #include <sstream>
61 using namespace llvm;
62 using namespace llvm::PatternMatch;
63
64 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
65 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
66 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
67 STATISTIC(NumDeadStore, "Number of dead stores eliminated");
68 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
69
70 namespace {
71   class VISIBILITY_HIDDEN InstCombiner
72     : public FunctionPass,
73       public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
74     // Worklist of all of the instructions that need to be simplified.
75     std::vector<Instruction*> Worklist;
76     DenseMap<Instruction*, unsigned> WorklistMap;
77     TargetData *TD;
78     bool MustPreserveLCSSA;
79   public:
80     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
81     InstCombiner() : FunctionPass((intptr_t)&ID) {}
82
83     /// AddToWorkList - Add the specified instruction to the worklist if it
84     /// isn't already in it.
85     void AddToWorkList(Instruction *I) {
86       if (WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size())))
87         Worklist.push_back(I);
88     }
89     
90     // RemoveFromWorkList - remove I from the worklist if it exists.
91     void RemoveFromWorkList(Instruction *I) {
92       DenseMap<Instruction*, unsigned>::iterator It = WorklistMap.find(I);
93       if (It == WorklistMap.end()) return; // Not in worklist.
94       
95       // Don't bother moving everything down, just null out the slot.
96       Worklist[It->second] = 0;
97       
98       WorklistMap.erase(It);
99     }
100     
101     Instruction *RemoveOneFromWorkList() {
102       Instruction *I = Worklist.back();
103       Worklist.pop_back();
104       WorklistMap.erase(I);
105       return I;
106     }
107
108     
109     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
110     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
111     /// now.
112     ///
113     void AddUsersToWorkList(Value &I) {
114       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
115            UI != UE; ++UI)
116         AddToWorkList(cast<Instruction>(*UI));
117     }
118
119     /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
120     /// the work lists because they might get more simplified now.
121     ///
122     void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
123       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
124         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i)))
125           AddToWorkList(Op);
126     }
127     
128     /// AddSoonDeadInstToWorklist - The specified instruction is about to become
129     /// dead.  Add all of its operands to the worklist, turning them into
130     /// undef's to reduce the number of uses of those instructions.
131     ///
132     /// Return the specified operand before it is turned into an undef.
133     ///
134     Value *AddSoonDeadInstToWorklist(Instruction &I, unsigned op) {
135       Value *R = I.getOperand(op);
136       
137       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
138         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i))) {
139           AddToWorkList(Op);
140           // Set the operand to undef to drop the use.
141           I.setOperand(i, UndefValue::get(Op->getType()));
142         }
143       
144       return R;
145     }
146
147   public:
148     virtual bool runOnFunction(Function &F);
149     
150     bool DoOneIteration(Function &F, unsigned ItNum);
151
152     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
153       AU.addRequired<TargetData>();
154       AU.addPreservedID(LCSSAID);
155       AU.setPreservesCFG();
156     }
157
158     TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
159
160     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
161     // instruction types.  The semantics are as follows:
162     // Return Value:
163     //    null        - No change was made
164     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
165     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
166     //
167     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
168     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
169     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
170     Instruction *visitURem(BinaryOperator &I);
171     Instruction *visitSRem(BinaryOperator &I);
172     Instruction *visitFRem(BinaryOperator &I);
173     Instruction *commonRemTransforms(BinaryOperator &I);
174     Instruction *commonIRemTransforms(BinaryOperator &I);
175     Instruction *commonDivTransforms(BinaryOperator &I);
176     Instruction *commonIDivTransforms(BinaryOperator &I);
177     Instruction *visitUDiv(BinaryOperator &I);
178     Instruction *visitSDiv(BinaryOperator &I);
179     Instruction *visitFDiv(BinaryOperator &I);
180     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
181     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
182     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
183     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
184     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
185     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
186     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
187     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
188     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
189     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
190     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
191                                                 Instruction *LHS,
192                                                 ConstantInt *RHS);
193     Instruction *FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
194                                 ConstantInt *DivRHS);
195
196     Instruction *FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
197                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
198     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
199                                      BinaryOperator &I);
200     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
201     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
202     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
203     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
204     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
205     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
206     Instruction *visitFPTrunc(CastInst &CI);
207     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
208     Instruction *visitFPToUI(CastInst &CI);
209     Instruction *visitFPToSI(CastInst &CI);
210     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
211     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
212     Instruction *visitPtrToInt(CastInst &CI);
213     Instruction *visitIntToPtr(CastInst &CI);
214     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
215     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
216                                 Instruction *FI);
217     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &CI);
218     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
219     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
220     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
221     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
222     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
223     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
224     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
225     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
226     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
227     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
228     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
229     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
230     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
231
232     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
233     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
234
235   private:
236     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
237     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
238     Instruction *transformCallThroughTrampoline(CallSite CS);
239
240   public:
241     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
242     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
243     //
244     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
245       assert(New && New->getParent() == 0 &&
246              "New instruction already inserted into a basic block!");
247       BasicBlock *BB = Old.getParent();
248       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
249       AddToWorkList(New);
250       return New;
251     }
252
253     /// InsertCastBefore - Insert a cast of V to TY before the instruction POS.
254     /// This also adds the cast to the worklist.  Finally, this returns the
255     /// cast.
256     Value *InsertCastBefore(Instruction::CastOps opc, Value *V, const Type *Ty,
257                             Instruction &Pos) {
258       if (V->getType() == Ty) return V;
259
260       if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V))
261         return ConstantExpr::getCast(opc, CV, Ty);
262       
263       Instruction *C = CastInst::create(opc, V, Ty, V->getName(), &Pos);
264       AddToWorkList(C);
265       return C;
266     }
267
268     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
269     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
270     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
271     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
272     // modified.
273     //
274     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
275       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
276       if (&I != V) {
277         I.replaceAllUsesWith(V);
278         return &I;
279       } else {
280         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
281         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
282         I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
283         return &I;
284       }
285     }
286
287     // UpdateValueUsesWith - This method is to be used when an value is
288     // found to be replacable with another preexisting expression or was
289     // updated.  Here we add all uses of I to the worklist, replace all uses of
290     // I with the new value (unless the instruction was just updated), then
291     // return true, so that the inst combiner will know that I was modified.
292     //
293     bool UpdateValueUsesWith(Value *Old, Value *New) {
294       AddUsersToWorkList(*Old);         // Add all modified instrs to worklist
295       if (Old != New)
296         Old->replaceAllUsesWith(New);
297       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Old))
298         AddToWorkList(I);
299       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(New))
300         AddToWorkList(I);
301       return true;
302     }
303     
304     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
305     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
306     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
307     // this function.
308     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
309       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
310       AddUsesToWorkList(I);
311       RemoveFromWorkList(&I);
312       I.eraseFromParent();
313       return 0;  // Don't do anything with FI
314     }
315
316   private:
317     /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
318     /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
319     /// casts that are known to not do anything...
320     ///
321     Value *InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
322                                    Value *V, const Type *DestTy,
323                                    Instruction *InsertBefore);
324
325     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
326     /// commutative operators.
327     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
328
329     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
330     /// most-complex to least-complex order.
331     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
332
333     /// SimplifyDemandedBits - Attempts to replace V with a simpler value based
334     /// on the demanded bits.
335     bool SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
336                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
337                               unsigned Depth = 0);
338
339     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
340                                       uint64_t &UndefElts, unsigned Depth = 0);
341       
342     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
343     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
344     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
345     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
346
347     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
348     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
349     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
350     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
351     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
352     
353     
354     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
355                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
356     
357     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
358                               bool isSub, Instruction &I);
359     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
360                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
361     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocationInst &AI);
362     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
363     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
364
365     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
366   };
367
368   char InstCombiner::ID = 0;
369   RegisterPass<InstCombiner> X("instcombine", "Combine redundant instructions");
370 }
371
372 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
373 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
374 static unsigned getComplexity(Value *V) {
375   if (isa<Instruction>(V)) {
376     if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
377       return 3;
378     return 4;
379   }
380   if (isa<Argument>(V)) return 3;
381   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
382 }
383
384 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
385 // it.
386 static bool isOnlyUse(Value *V) {
387   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
388 }
389
390 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
391 // though a va_arg area...
392 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
393   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
394     if (ITy->getBitWidth() < 32)
395       return Type::Int32Ty;
396   }
397   return Ty;
398 }
399
400 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst or a constant 
401 /// expression bitcast,  return the operand value, otherwise return null.
402 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
403   if (BitCastInst *I = dyn_cast<BitCastInst>(V))
404     return I->getOperand(0);
405   else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
406     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
407       return CE->getOperand(0);
408   return 0;
409 }
410
411 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
412 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
413 static Instruction::CastOps 
414 isEliminableCastPair(
415   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
416   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
417   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
418   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
419 ) {
420   
421   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
422   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
423
424   // Get the opcodes of the two Cast instructions
425   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
426   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
427
428   return Instruction::CastOps(
429       CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
430                                      DstTy, TD->getIntPtrType()));
431 }
432
433 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
434 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
435 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
436 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
437                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
438   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
439   
440   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
441   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
442     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD)) 
443       return false;
444   return true;
445 }
446
447 /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
448 /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
449 /// casts that are known to not do anything...
450 ///
451 Value *InstCombiner::InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
452                                              Value *V, const Type *DestTy,
453                                              Instruction *InsertBefore) {
454   if (V->getType() == DestTy) return V;
455   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
456     return ConstantExpr::getCast(opcode, C, DestTy);
457   
458   return InsertCastBefore(opcode, V, DestTy, *InsertBefore);
459 }
460
461 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
462 // operators:
463 //
464 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
465 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
466 //     binary operators.
467 //
468 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
469 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
470 //
471 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
472   bool Changed = false;
473   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
474     Changed = !I.swapOperands();
475
476   if (!I.isAssociative()) return Changed;
477   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
478   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
479     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
480       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
481         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
482                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
483                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
484         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
485         I.setOperand(1, Folded);
486         return true;
487       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
488         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
489             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
490           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
491           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
492
493           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
494           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
495           Instruction *New = BinaryOperator::create(Opcode, Op->getOperand(0),
496                                                     Op1->getOperand(0),
497                                                     Op1->getName(), &I);
498           AddToWorkList(New);
499           I.setOperand(0, New);
500           I.setOperand(1, Folded);
501           return true;
502         }
503     }
504   return Changed;
505 }
506
507 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
508 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
509 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
510 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
511   if (getComplexity(I.getOperand(0)) >= getComplexity(I.getOperand(1)))
512     return false;
513   I.swapOperands();
514   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
515   return true;
516 }
517
518 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
519 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
520 //
521 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
522   if (BinaryOperator::isNeg(V))
523     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
524
525   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
526   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
527     return ConstantExpr::getNeg(C);
528   return 0;
529 }
530
531 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
532   if (BinaryOperator::isNot(V))
533     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
534
535   // Constants can be considered to be not'ed values...
536   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
537     return ConstantInt::get(~C->getValue());
538   return 0;
539 }
540
541 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
542 // other computations (because it has a constant operand), return the
543 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
544 // Otherwise, return null.
545 //
546 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
547   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
548     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
549       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
550         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
551           return I->getOperand(0);
552       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
553         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
554           // The multiplier is really 1 << CST.
555           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
556           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
557           CST = ConstantInt::get(APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
558           return I->getOperand(0);
559         }
560     }
561   return 0;
562 }
563
564 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
565 /// expression, return it.
566 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
567   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
568   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
569     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
570       return cast<User>(V);
571   return false;
572 }
573
574 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
575 static ConstantInt *AddOne(ConstantInt *C) {
576   APInt Val(C->getValue());
577   return ConstantInt::get(++Val);
578 }
579 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
580 static ConstantInt *SubOne(ConstantInt *C) {
581   APInt Val(C->getValue());
582   return ConstantInt::get(--Val);
583 }
584 /// Add - Add two ConstantInts together
585 static ConstantInt *Add(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
586   return ConstantInt::get(C1->getValue() + C2->getValue());
587 }
588 /// And - Bitwise AND two ConstantInts together
589 static ConstantInt *And(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
590   return ConstantInt::get(C1->getValue() & C2->getValue());
591 }
592 /// Subtract - Subtract one ConstantInt from another
593 static ConstantInt *Subtract(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
594   return ConstantInt::get(C1->getValue() - C2->getValue());
595 }
596 /// Multiply - Multiply two ConstantInts together
597 static ConstantInt *Multiply(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
598   return ConstantInt::get(C1->getValue() * C2->getValue());
599 }
600
601 /// ComputeMaskedBits - Determine which of the bits specified in Mask are
602 /// known to be either zero or one and return them in the KnownZero/KnownOne
603 /// bit sets.  This code only analyzes bits in Mask, in order to short-circuit
604 /// processing.
605 /// NOTE: we cannot consider 'undef' to be "IsZero" here.  The problem is that
606 /// we cannot optimize based on the assumption that it is zero without changing
607 /// it to be an explicit zero.  If we don't change it to zero, other code could
608 /// optimized based on the contradictory assumption that it is non-zero.
609 /// Because instcombine aggressively folds operations with undef args anyway,
610 /// this won't lose us code quality.
611 static void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt& KnownZero, 
612                               APInt& KnownOne, unsigned Depth = 0) {
613   assert(V && "No Value?");
614   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
615   uint32_t BitWidth = Mask.getBitWidth();
616   assert(cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth() == BitWidth &&
617          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
618          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
619          "V, Mask, KnownOne and KnownZero should have same BitWidth");
620   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
621     // We know all of the bits for a constant!
622     KnownOne = CI->getValue() & Mask;
623     KnownZero = ~KnownOne & Mask;
624     return;
625   }
626
627   if (Depth == 6 || Mask == 0)
628     return;  // Limit search depth.
629
630   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
631   if (!I) return;
632
633   KnownZero.clear(); KnownOne.clear();   // Don't know anything.
634   APInt KnownZero2(KnownZero), KnownOne2(KnownOne);
635   
636   switch (I->getOpcode()) {
637   case Instruction::And: {
638     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
639     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
640     APInt Mask2(Mask & ~KnownZero);
641     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
642     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
643     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
644     
645     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
646     KnownOne &= KnownOne2;
647     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
648     KnownZero |= KnownZero2;
649     return;
650   }
651   case Instruction::Or: {
652     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
653     APInt Mask2(Mask & ~KnownOne);
654     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
655     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
656     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
657     
658     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
659     KnownZero &= KnownZero2;
660     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
661     KnownOne |= KnownOne2;
662     return;
663   }
664   case Instruction::Xor: {
665     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
666     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
667     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
668     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
669     
670     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
671     APInt KnownZeroOut = (KnownZero & KnownZero2) | (KnownOne & KnownOne2);
672     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
673     KnownOne = (KnownZero & KnownOne2) | (KnownOne & KnownZero2);
674     KnownZero = KnownZeroOut;
675     return;
676   }
677   case Instruction::Select:
678     ComputeMaskedBits(I->getOperand(2), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
679     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
680     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
681     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
682
683     // Only known if known in both the LHS and RHS.
684     KnownOne &= KnownOne2;
685     KnownZero &= KnownZero2;
686     return;
687   case Instruction::FPTrunc:
688   case Instruction::FPExt:
689   case Instruction::FPToUI:
690   case Instruction::FPToSI:
691   case Instruction::SIToFP:
692   case Instruction::PtrToInt:
693   case Instruction::UIToFP:
694   case Instruction::IntToPtr:
695     return; // Can't work with floating point or pointers
696   case Instruction::Trunc: {
697     // All these have integer operands
698     uint32_t SrcBitWidth = 
699       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
700     APInt MaskIn(Mask);
701     MaskIn.zext(SrcBitWidth);
702     KnownZero.zext(SrcBitWidth);
703     KnownOne.zext(SrcBitWidth);
704     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
705     KnownZero.trunc(BitWidth);
706     KnownOne.trunc(BitWidth);
707     return;
708   }
709   case Instruction::BitCast: {
710     const Type *SrcTy = I->getOperand(0)->getType();
711     if (SrcTy->isInteger()) {
712       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
713       return;
714     }
715     break;
716   }
717   case Instruction::ZExt:  {
718     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
719     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
720     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
721       
722     APInt MaskIn(Mask);
723     MaskIn.trunc(SrcBitWidth);
724     KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
725     KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
726     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
727     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
728     // The top bits are known to be zero.
729     KnownZero.zext(BitWidth);
730     KnownOne.zext(BitWidth);
731     KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
732     return;
733   }
734   case Instruction::SExt: {
735     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
736     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
737     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
738       
739     APInt MaskIn(Mask); 
740     MaskIn.trunc(SrcBitWidth);
741     KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
742     KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
743     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
744     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
745     KnownZero.zext(BitWidth);
746     KnownOne.zext(BitWidth);
747
748     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
749     // top bits of the result.
750     if (KnownZero[SrcBitWidth-1])             // Input sign bit known zero
751       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
752     else if (KnownOne[SrcBitWidth-1])           // Input sign bit known set
753       KnownOne |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
754     return;
755   }
756   case Instruction::Shl:
757     // (shl X, C1) & C2 == 0   iff   (X & C2 >>u C1) == 0
758     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
759       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
760       APInt Mask2(Mask.lshr(ShiftAmt));
761       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
762       assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
763       KnownZero <<= ShiftAmt;
764       KnownOne  <<= ShiftAmt;
765       KnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt); // low bits known 0
766       return;
767     }
768     break;
769   case Instruction::LShr:
770     // (ushr X, C1) & C2 == 0   iff  (-1 >> C1) & C2 == 0
771     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
772       // Compute the new bits that are at the top now.
773       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
774       
775       // Unsigned shift right.
776       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
777       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne,Depth+1);
778       assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
779       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
780       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
781       // high bits known zero.
782       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
783       return;
784     }
785     break;
786   case Instruction::AShr:
787     // (ashr X, C1) & C2 == 0   iff  (-1 >> C1) & C2 == 0
788     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
789       // Compute the new bits that are at the top now.
790       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
791       
792       // Signed shift right.
793       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
794       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne,Depth+1);
795       assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
796       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
797       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
798         
799       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
800       if (KnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1])    // New bits are known zero.
801         KnownZero |= HighBits;
802       else if (KnownOne[BitWidth-ShiftAmt-1])  // New bits are known one.
803         KnownOne |= HighBits;
804       return;
805     }
806     break;
807   }
808 }
809
810 /// MaskedValueIsZero - Return true if 'V & Mask' is known to be zero.  We use
811 /// this predicate to simplify operations downstream.  Mask is known to be zero
812 /// for bits that V cannot have.
813 static bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt& Mask, unsigned Depth = 0) {
814   APInt KnownZero(Mask.getBitWidth(), 0), KnownOne(Mask.getBitWidth(), 0);
815   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, Depth);
816   assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
817   return (KnownZero & Mask) == Mask;
818 }
819
820 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
821 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
822 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
823 /// constant and return true.
824 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
825                                    APInt Demanded) {
826   assert(I && "No instruction?");
827   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
828
829   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
830   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
831   if (!OpC) return false;
832
833   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
834   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
835   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
836     return false;
837
838   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
839   Demanded &= OpC->getValue();
840   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(Demanded));
841   return true;
842 }
843
844 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
845 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
846 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
847 // min/max.
848 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
849                                                    const APInt& KnownZero,
850                                                    const APInt& KnownOne,
851                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
852   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
853   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
854          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
855          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() == BitWidth &&
856          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
857   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
858
859   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
860   // bit if it is unknown.
861   Min = KnownOne;
862   Max = KnownOne|UnknownBits;
863   
864   if (UnknownBits[BitWidth-1]) { // Sign bit is unknown
865     Min.set(BitWidth-1);
866     Max.clear(BitWidth-1);
867   }
868 }
869
870 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
871 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
872 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
873 // min/max.
874 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
875                                                      const APInt &KnownZero,
876                                                      const APInt &KnownOne,
877                                                      APInt &Min, APInt &Max) {
878   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth(); BitWidth = BitWidth;
879   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
880          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
881          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() &&
882          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
883   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
884   
885   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
886   Min = KnownOne;
887   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
888   Max = KnownOne|UnknownBits;
889 }
890
891 /// SimplifyDemandedBits - This function attempts to replace V with a simpler
892 /// value based on the demanded bits. When this function is called, it is known
893 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
894 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
895 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
896 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
897 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
898 /// to be one in the expression. KnownZero contains all the bits that are known
899 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
900 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
901 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
902 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
903 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
904 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
905 /// and KnownOne must all be the same.
906 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask,
907                                         APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
908                                         unsigned Depth) {
909   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
910   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
911   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
912   const IntegerType *VTy = cast<IntegerType>(V->getType());
913   assert(VTy->getBitWidth() == BitWidth && 
914          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
915          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
916          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne \
917           must have same BitWidth");
918   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
919     // We know all of the bits for a constant!
920     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
921     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
922     return false;
923   }
924   
925   KnownZero.clear(); 
926   KnownOne.clear();
927   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
928     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
929       // Just compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
930       ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
931       return false;
932     }
933     // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
934     // just set the DemandedMask to all bits.
935     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
936   } else if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
937     if (V != UndefValue::get(VTy))
938       return UpdateValueUsesWith(V, UndefValue::get(VTy));
939     return false;
940   } else if (Depth == 6) {        // Limit search depth.
941     return false;
942   }
943   
944   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
945   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
946
947   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
948   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
949   switch (I->getOpcode()) {
950   default: break;
951   case Instruction::And:
952     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
953     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
954                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
955       return true;
956     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
957            "Bits known to be one AND zero?"); 
958
959     // If something is known zero on the RHS, the bits aren't demanded on the
960     // LHS.
961     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
962                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
963       return true;
964     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
965            "Bits known to be one AND zero?"); 
966
967     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
968     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
969     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
970         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
971       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
972     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
973         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
974       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
975     
976     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
977     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
978       return UpdateValueUsesWith(I, Constant::getNullValue(VTy));
979       
980     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
981     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
982       return UpdateValueUsesWith(I, I);
983       
984     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
985     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
986     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
987     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
988     break;
989   case Instruction::Or:
990     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
991     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
992                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
993       return true;
994     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
995            "Bits known to be one AND zero?"); 
996     // If something is known one on the RHS, the bits aren't demanded on the
997     // LHS.
998     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
999                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1000       return true;
1001     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1002            "Bits known to be one AND zero?"); 
1003     
1004     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1005     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
1006     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
1007         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
1008       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1009     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
1010         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
1011       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1012
1013     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
1014     // the other side, just use the 'other' side.
1015     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
1016         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
1017       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1018     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
1019         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
1020       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1021         
1022     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1023     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1024       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1025           
1026     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
1027     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1028     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
1029     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
1030     break;
1031   case Instruction::Xor: {
1032     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
1033                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1034       return true;
1035     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1036            "Bits known to be one AND zero?"); 
1037     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
1038                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1039       return true;
1040     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1041            "Bits known to be one AND zero?"); 
1042     
1043     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1044     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
1045     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
1046       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1047     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
1048       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1049     
1050     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
1051     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
1052                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
1053     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
1054     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
1055                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
1056     
1057     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
1058     // other, turn this into an *inclusive* or.
1059     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
1060     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
1061       Instruction *Or =
1062         BinaryOperator::createOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1063                                  I->getName());
1064       InsertNewInstBefore(Or, *I);
1065       return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1066     }
1067     
1068     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
1069     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
1070     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
1071     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
1072     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
1073       // all known
1074       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
1075         Constant *AndC = ConstantInt::get(~RHSKnownOne & DemandedMask);
1076         Instruction *And = 
1077           BinaryOperator::createAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
1078         InsertNewInstBefore(And, *I);
1079         return UpdateValueUsesWith(I, And);
1080       }
1081     }
1082     
1083     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1084     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
1085     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1086       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1087     
1088     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
1089     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
1090     break;
1091   }
1092   case Instruction::Select:
1093     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(2), DemandedMask,
1094                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1095       return true;
1096     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
1097                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1098       return true;
1099     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1100            "Bits known to be one AND zero?"); 
1101     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1102            "Bits known to be one AND zero?"); 
1103     
1104     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
1105     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1106       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1107     if (ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
1108       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1109     
1110     // Only known if known in both the LHS and RHS.
1111     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
1112     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1113     break;
1114   case Instruction::Trunc: {
1115     uint32_t truncBf = 
1116       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
1117     DemandedMask.zext(truncBf);
1118     RHSKnownZero.zext(truncBf);
1119     RHSKnownOne.zext(truncBf);
1120     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
1121                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1122       return true;
1123     DemandedMask.trunc(BitWidth);
1124     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
1125     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
1126     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1127            "Bits known to be one AND zero?"); 
1128     break;
1129   }
1130   case Instruction::BitCast:
1131     if (!I->getOperand(0)->getType()->isInteger())
1132       return false;
1133       
1134     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1135                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1136       return true;
1137     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1138            "Bits known to be one AND zero?"); 
1139     break;
1140   case Instruction::ZExt: {
1141     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1142     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1143     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1144     
1145     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1146     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1147     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1148     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1149                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1150       return true;
1151     DemandedMask.zext(BitWidth);
1152     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1153     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1154     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1155            "Bits known to be one AND zero?"); 
1156     // The top bits are known to be zero.
1157     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1158     break;
1159   }
1160   case Instruction::SExt: {
1161     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1162     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1163     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1164     
1165     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1166                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1167
1168     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1169     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1170     // bit is demanded.
1171     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1172       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1173       
1174     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1175     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1176     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1177     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InputDemandedBits,
1178                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1179       return true;
1180     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1181     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1182     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1183     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1184            "Bits known to be one AND zero?"); 
1185       
1186     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1187     // top bits of the result.
1188
1189     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1190     // convert this into a zero extension.
1191     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits)
1192     {
1193       // Convert to ZExt cast
1194       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName(), I);
1195       return UpdateValueUsesWith(I, NewCast);
1196     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1197       RHSKnownOne |= NewBits;
1198     }
1199     break;
1200   }
1201   case Instruction::Add: {
1202     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1203     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1204     // either.
1205     uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1206       
1207     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1208     // we can do.
1209     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1210       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1211       // won't work if the RHS is zero.
1212       if (RHS->isZero())
1213         break;
1214       
1215       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1216       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1217       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1218
1219       // Find information about known zero/one bits in the input.
1220       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InDemandedBits, 
1221                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1222         return true;
1223
1224       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1225       // the constant.
1226       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
1227         return UpdateValueUsesWith(I, I);
1228       
1229       // Avoid excess work.
1230       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1231         break;
1232       
1233       // Turn it into OR if input bits are zero.
1234       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1235         Instruction *Or =
1236           BinaryOperator::createOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1237                                    I->getName());
1238         InsertNewInstBefore(Or, *I);
1239         return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1240       }
1241       
1242       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1243       // depending on potential carries from the input constant and the
1244       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1245       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1246       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1247       
1248       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1249       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1250       // this scan.
1251       const APInt& RHSVal = RHS->getValue();
1252       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1253       
1254       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1255       
1256       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1257       // other, and there is no input carry.
1258       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1259                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1260       
1261       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1262       // is no input carry.
1263       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1264     } else {
1265       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1266       // the high bits of its LHS or RHS.
1267       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1268         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1269         // significant bit and all those below it.
1270         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1271         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1272                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1273           return true;
1274         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1275                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1276           return true;
1277       }
1278     }
1279     break;
1280   }
1281   case Instruction::Sub:
1282     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1283     // the high bits of its LHS or RHS.
1284     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1285       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1286       // significant bit and all those below it.
1287       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1288       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1289       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1290                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1291         return true;
1292       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1293                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1294         return true;
1295     }
1296     break;
1297   case Instruction::Shl:
1298     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1299       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1300       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1301       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn, 
1302                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1303         return true;
1304       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1305              "Bits known to be one AND zero?"); 
1306       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1307       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1308       // low bits known zero.
1309       if (ShiftAmt)
1310         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1311     }
1312     break;
1313   case Instruction::LShr:
1314     // For a logical shift right
1315     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1316       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1317       
1318       // Unsigned shift right.
1319       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1320       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn,
1321                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1322         return true;
1323       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1324              "Bits known to be one AND zero?"); 
1325       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1326       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1327       if (ShiftAmt) {
1328         // Compute the new bits that are at the top now.
1329         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1330         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1331       }
1332     }
1333     break;
1334   case Instruction::AShr:
1335     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1336     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1337     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1338     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1339     if (DemandedMask == 1) {
1340       // Perform the logical shift right.
1341       Value *NewVal = BinaryOperator::createLShr(
1342                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1343       InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1344       return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1345     }    
1346
1347     // If the sign bit is the only bit demanded by this ashr, then there is no
1348     // need to do it, the shift doesn't change the high bit.
1349     if (DemandedMask.isSignBit())
1350       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1351     
1352     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1353       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1354       
1355       // Signed shift right.
1356       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1357       // If any of the "high bits" are demanded, we should set the sign bit as
1358       // demanded.
1359       if (DemandedMask.countLeadingZeros() <= ShiftAmt)
1360         DemandedMaskIn.set(BitWidth-1);
1361       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0),
1362                                DemandedMaskIn,
1363                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1364         return true;
1365       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1366              "Bits known to be one AND zero?"); 
1367       // Compute the new bits that are at the top now.
1368       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1369       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1370       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1371         
1372       // Handle the sign bits.
1373       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1374       // Adjust to where it is now in the mask.
1375       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1376         
1377       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1378       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1379       if (RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1380           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1381         // Perform the logical shift right.
1382         Value *NewVal = BinaryOperator::createLShr(
1383                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1384         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1385         return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1386       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1387         RHSKnownOne |= HighBits;
1388       }
1389     }
1390     break;
1391   }
1392   
1393   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1394   // constant.
1395   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
1396     return UpdateValueUsesWith(I, ConstantInt::get(RHSKnownOne));
1397   return false;
1398 }
1399
1400
1401 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value producecs a vector with
1402 /// 64 or fewer elements.  DemandedElts contains the set of elements that are
1403 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1404 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1405 ///
1406 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1407 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1408 /// returned.  This returns null if no change was made.
1409 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
1410                                                 uint64_t &UndefElts,
1411                                                 unsigned Depth) {
1412   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1413   assert(VWidth <= 64 && "Vector too wide to analyze!");
1414   uint64_t EltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
1415   assert(DemandedElts != EltMask && (DemandedElts & ~EltMask) == 0 &&
1416          "Invalid DemandedElts!");
1417
1418   if (isa<UndefValue>(V)) {
1419     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1420     UndefElts = EltMask;
1421     return 0;
1422   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1423     UndefElts = EltMask;
1424     return UndefValue::get(V->getType());
1425   }
1426   
1427   UndefElts = 0;
1428   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1429     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1430     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1431
1432     std::vector<Constant*> Elts;
1433     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1434       if (!(DemandedElts & (1ULL << i))) {   // If not demanded, set to undef.
1435         Elts.push_back(Undef);
1436         UndefElts |= (1ULL << i);
1437       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1438         Elts.push_back(Undef);
1439         UndefElts |= (1ULL << i);
1440       } else {                               // Otherwise, defined.
1441         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1442       }
1443         
1444     // If we changed the constant, return it.
1445     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
1446     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1447   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1448     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1449     // set to undef.
1450     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1451     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
1452     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1453     std::vector<Constant*> Elts;
1454     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1455       Elts.push_back((DemandedElts & (1ULL << i)) ? Zero : Undef);
1456     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1457     return ConstantVector::get(Elts);
1458   }
1459   
1460   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
1461     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
1462       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1463       return false;
1464     }
1465     return false;
1466   } else if (Depth == 10) {        // Limit search depth.
1467     return false;
1468   }
1469   
1470   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1471   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
1472   
1473   bool MadeChange = false;
1474   uint64_t UndefElts2;
1475   Value *TmpV;
1476   switch (I->getOpcode()) {
1477   default: break;
1478     
1479   case Instruction::InsertElement: {
1480     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1481     // demand exactly the same input as we produce.
1482     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1483     if (Idx == 0) {
1484       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1485       // which elt is getting updated.
1486       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1487                                         UndefElts2, Depth+1);
1488       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1489       break;
1490     }
1491     
1492     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1493     // insertelement.
1494     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1495     if (IdxNo >= VWidth || (DemandedElts & (1ULL << IdxNo)) == 0)
1496       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1497     
1498     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1499     // input demanded set is simpler than the output set.
1500     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0),
1501                                       DemandedElts & ~(1ULL << IdxNo),
1502                                       UndefElts, Depth+1);
1503     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1504
1505     // The inserted element is defined.
1506     UndefElts |= 1ULL << IdxNo;
1507     break;
1508   }
1509   case Instruction::BitCast: {
1510     // Vector->vector casts only.
1511     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1512     if (!VTy) break;
1513     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1514     uint64_t InputDemandedElts = 0;
1515     unsigned Ratio;
1516
1517     if (VWidth == InVWidth) {
1518       // If we are converting from <4 x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1519       // elements as are demanded of us.
1520       Ratio = 1;
1521       InputDemandedElts = DemandedElts;
1522     } else if (VWidth > InVWidth) {
1523       // Untested so far.
1524       break;
1525       
1526       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1527       // then an input element is live if any of the corresponding output
1528       // elements are live.
1529       Ratio = VWidth/InVWidth;
1530       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1531         if (DemandedElts & (1ULL << OutIdx))
1532           InputDemandedElts |= 1ULL << (OutIdx/Ratio);
1533       }
1534     } else {
1535       // Untested so far.
1536       break;
1537       
1538       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1539       // then an input element is live if the corresponding output element is
1540       // live.
1541       Ratio = InVWidth/VWidth;
1542       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1543         if (DemandedElts & (1ULL << InIdx/Ratio))
1544           InputDemandedElts |= 1ULL << InIdx;
1545     }
1546     
1547     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1548     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1549                                       UndefElts2, Depth+1);
1550     if (TmpV) {
1551       I->setOperand(0, TmpV);
1552       MadeChange = true;
1553     }
1554     
1555     UndefElts = UndefElts2;
1556     if (VWidth > InVWidth) {
1557       assert(0 && "Unimp");
1558       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1559       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1560       // undef.
1561       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1562         if (UndefElts2 & (1ULL << (OutIdx/Ratio)))
1563           UndefElts |= 1ULL << OutIdx;
1564     } else if (VWidth < InVWidth) {
1565       assert(0 && "Unimp");
1566       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1567       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1568       // elements are undef.
1569       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1570       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1571         if ((UndefElts2 & (1ULL << InIdx)) == 0)    // Not undef?
1572           UndefElts &= ~(1ULL << (InIdx/Ratio));    // Clear undef bit.
1573     }
1574     break;
1575   }
1576   case Instruction::And:
1577   case Instruction::Or:
1578   case Instruction::Xor:
1579   case Instruction::Add:
1580   case Instruction::Sub:
1581   case Instruction::Mul:
1582     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1583     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1584                                       UndefElts, Depth+1);
1585     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1586     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1587                                       UndefElts2, Depth+1);
1588     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1589       
1590     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1591     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1592     UndefElts &= UndefElts2;
1593     break;
1594     
1595   case Instruction::Call: {
1596     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1597     if (!II) break;
1598     switch (II->getIntrinsicID()) {
1599     default: break;
1600       
1601     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1602     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1603     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1604     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1605     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1606     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1607     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1608     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1609     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1610     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1611       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1612                                         UndefElts, Depth+1);
1613       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1614       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1615                                         UndefElts2, Depth+1);
1616       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1617
1618       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1619       // scalarize it now.
1620       if (DemandedElts == 1) {
1621         switch (II->getIntrinsicID()) {
1622         default: break;
1623         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1624         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1625         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1626         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1627           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1628           Value *LHS = II->getOperand(1);
1629           Value *RHS = II->getOperand(2);
1630           // Extract the element as scalars.
1631           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 0U,"tmp"), *II);
1632           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS, 0U,"tmp"), *II);
1633           
1634           switch (II->getIntrinsicID()) {
1635           default: assert(0 && "Case stmts out of sync!");
1636           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1637           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1638             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createSub(LHS, RHS,
1639                                                         II->getName()), *II);
1640             break;
1641           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1642           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1643             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createMul(LHS, RHS,
1644                                                          II->getName()), *II);
1645             break;
1646           }
1647           
1648           Instruction *New =
1649             new InsertElementInst(UndefValue::get(II->getType()), TmpV, 0U,
1650                                   II->getName());
1651           InsertNewInstBefore(New, *II);
1652           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1653           return New;
1654         }            
1655       }
1656         
1657       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1658       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1659       UndefElts &= UndefElts2;
1660       break;
1661     }
1662     break;
1663   }
1664   }
1665   return MadeChange ? I : 0;
1666 }
1667
1668 /// @returns true if the specified compare predicate is
1669 /// true when both operands are equal...
1670 /// @brief Determine if the icmp Predicate is true when both operands are equal
1671 static bool isTrueWhenEqual(ICmpInst::Predicate pred) {
1672   return pred == ICmpInst::ICMP_EQ  || pred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
1673          pred == ICmpInst::ICMP_SGE || pred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1674          pred == ICmpInst::ICMP_SLE;
1675 }
1676
1677 /// @returns true if the specified compare instruction is
1678 /// true when both operands are equal...
1679 /// @brief Determine if the ICmpInst returns true when both operands are equal
1680 static bool isTrueWhenEqual(ICmpInst &ICI) {
1681   return isTrueWhenEqual(ICI.getPredicate());
1682 }
1683
1684 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1685 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1686 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1687 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1688 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1689 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1690 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1691 ///
1692 template<typename Functor>
1693 Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
1694   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1695   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1696
1697   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1698   if (F.shouldApply(LHS))
1699     return F.apply(Root);
1700
1701   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1702   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1703   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1704     // Should we apply this transform to the RHS?
1705     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1706
1707     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1708     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1709       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1710       ShouldApply = true;
1711     }
1712
1713     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1714     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1715     if (ShouldApply) {
1716       BasicBlock *BB = Root.getParent();
1717
1718       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1719       // and perform the reassociation.
1720       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1721
1722       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1723       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1724
1725       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1726       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1727       if (&Root == TmpLHSI) {
1728         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1729         return 0;
1730       }
1731       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1732       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1733       TmpLHSI->getParent()->getInstList().remove(TmpLHSI);
1734       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1735       BB->getInstList().insert(ARI, TmpLHSI);    // Move TmpLHSI to after Root
1736       ARI = Root;
1737
1738       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1739       // get to LHSI.
1740       while (TmpLHSI != LHSI) {
1741         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1742         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1743         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1744         NextLHSI->getParent()->getInstList().remove(NextLHSI);
1745         BB->getInstList().insert(ARI, NextLHSI);
1746         ARI = NextLHSI;
1747
1748         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1749         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1750         TmpLHSI = NextLHSI;
1751         ExtraOperand = NextOp;
1752       }
1753
1754       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1755       // the transformation...
1756       return F.apply(Root);
1757     }
1758
1759     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1760   }
1761   return 0;
1762 }
1763
1764
1765 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1766 struct AddRHS {
1767   Value *RHS;
1768   AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
1769   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1770   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1771     return BinaryOperator::createShl(Add.getOperand(0),
1772                                   ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
1773   }
1774 };
1775
1776 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1777 //                 iff C1&C2 == 0
1778 struct AddMaskingAnd {
1779   Constant *C2;
1780   AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
1781   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1782     ConstantInt *C1;
1783     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
1784            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
1785   }
1786   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1787     return BinaryOperator::createOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1788   }
1789 };
1790
1791 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1792                                              InstCombiner *IC) {
1793   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
1794     if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO))
1795       return ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), SOC, I.getType());
1796
1797     return IC->InsertNewInstBefore(CastInst::create(
1798           CI->getOpcode(), SO, I.getType(), SO->getName() + ".cast"), I);
1799   }
1800
1801   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1802   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1803   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1804
1805   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1806     if (ConstIsRHS)
1807       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1808     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1809   }
1810
1811   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1812   if (!ConstIsRHS)
1813     std::swap(Op0, Op1);
1814   Instruction *New;
1815   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1816     New = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
1817   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1818     New = CmpInst::create(CI->getOpcode(), CI->getPredicate(), Op0, Op1, 
1819                           SO->getName()+".cmp");
1820   else {
1821     assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
1822     abort();
1823   }
1824   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
1825 }
1826
1827 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1828 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1829 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1830 // not have a second operand.
1831 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1832                                      InstCombiner *IC) {
1833   // Don't modify shared select instructions
1834   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1835   Value *TV = SI->getOperand(1);
1836   Value *FV = SI->getOperand(2);
1837
1838   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
1839     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
1840     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
1841
1842     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
1843     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
1844
1845     return new SelectInst(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
1846                           SelectFalseVal);
1847   }
1848   return 0;
1849 }
1850
1851
1852 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
1853 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
1854 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
1855 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
1856   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
1857   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
1858   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
1859
1860   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
1861   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
1862   // or if *it* is a PHI, bail out.
1863   BasicBlock *NonConstBB = 0;
1864   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
1865     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1866       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
1867       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
1868       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
1869       
1870       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
1871       // loop.
1872       if (NonConstBB == I.getParent())
1873         return 0;
1874     }
1875   
1876   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
1877   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
1878   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
1879   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
1880   if (NonConstBB) {
1881     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
1882     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
1883   }
1884
1885   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
1886   PHINode *NewPN = new PHINode(I.getType(), "");
1887   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
1888   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
1889   NewPN->takeName(PN);
1890
1891   // Next, add all of the operands to the PHI.
1892   if (I.getNumOperands() == 2) {
1893     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
1894     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1895       Value *InV = 0;
1896       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1897         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1898           InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
1899         else
1900           InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
1901       } else {
1902         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1903         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
1904           InV = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(),
1905                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1906                                        NonConstBB->getTerminator());
1907         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1908           InV = CmpInst::create(CI->getOpcode(), 
1909                                 CI->getPredicate(),
1910                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1911                                 NonConstBB->getTerminator());
1912         else
1913           assert(0 && "Unknown binop!");
1914         
1915         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1916       }
1917       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1918     }
1919   } else { 
1920     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
1921     const Type *RetTy = CI->getType();
1922     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1923       Value *InV;
1924       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1925         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
1926       } else {
1927         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1928         InV = CastInst::create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
1929                                I.getType(), "phitmp", 
1930                                NonConstBB->getTerminator());
1931         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1932       }
1933       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1934     }
1935   }
1936   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
1937 }
1938
1939 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
1940   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1941   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
1942
1943   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
1944     // X + undef -> undef
1945     if (isa<UndefValue>(RHS))
1946       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
1947
1948     // X + 0 --> X
1949     if (!I.getType()->isFPOrFPVector()) { // NOTE: -0 + +0 = +0.
1950       if (RHSC->isNullValue())
1951         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1952     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
1953       if (CFP->isExactlyValue(ConstantFP::getNegativeZero
1954                               (I.getType())->getValueAPF()))
1955         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1956     }
1957
1958     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
1959       // X + (signbit) --> X ^ signbit
1960       const APInt& Val = CI->getValue();
1961       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
1962       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
1963         return BinaryOperator::createXor(LHS, RHS);
1964       
1965       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
1966       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
1967       if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
1968         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
1969         if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
1970                                  KnownZero, KnownOne))
1971           return &I;
1972       }
1973     }
1974
1975     if (isa<PHINode>(LHS))
1976       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1977         return NV;
1978     
1979     ConstantInt *XorRHS = 0;
1980     Value *XorLHS = 0;
1981     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
1982         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
1983       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1984       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
1985       
1986       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
1987       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
1988       APInt CFF80Val(-C0080Val);
1989       do {
1990         if (TySizeBits > Size) {
1991           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
1992           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
1993           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
1994               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
1995             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
1996             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
1997                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
1998               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
1999             break;
2000           }
2001         }
2002         Size >>= 1;
2003         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
2004         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
2005       } while (Size >= 1);
2006       
2007       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
2008       // with funny bit widths then this whole cascade of if statements should
2009       // be removed. It is just here to get the size of the "middle" type back
2010       // up to something that the back ends can handle.
2011       const Type *MiddleType = 0;
2012       switch (Size) {
2013         default: break;
2014         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
2015         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
2016         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
2017       }
2018       if (MiddleType) {
2019         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
2020         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
2021         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2022       }
2023     }
2024   }
2025
2026   // X + X --> X << 1
2027   if (I.getType()->isInteger() && I.getType() != Type::Int1Ty) {
2028     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
2029
2030     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2031       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2032         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2033           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2034     }
2035     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2036       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2037         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2038           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2039     }
2040   }
2041
2042   // -A + B  -->  B - A
2043   if (Value *V = dyn_castNegVal(LHS))
2044     return BinaryOperator::createSub(RHS, V);
2045
2046   // A + -B  -->  A - B
2047   if (!isa<Constant>(RHS))
2048     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
2049       return BinaryOperator::createSub(LHS, V);
2050
2051
2052   ConstantInt *C2;
2053   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
2054     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2055       return BinaryOperator::createMul(RHS, AddOne(C2));
2056
2057     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2058     ConstantInt *C1;
2059     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
2060       return BinaryOperator::createMul(X, Add(C1, C2));
2061   }
2062
2063   // X + X*C --> X * (C+1)
2064   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
2065     return BinaryOperator::createMul(LHS, AddOne(C2));
2066
2067   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2068   if (dyn_castNotVal(LHS) == RHS || dyn_castNotVal(RHS) == LHS)
2069     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
2070   
2071
2072   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2073   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
2074     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2)))
2075       return R;
2076
2077   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2078     Value *X = 0;
2079     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))))    // ~X + C --> (C-1) - X
2080       return BinaryOperator::createSub(SubOne(CRHS), X);
2081
2082     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2083     if (LHS->hasOneUse() && match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
2084       Constant *Anded = And(CRHS, C2);
2085       if (Anded == CRHS) {
2086         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2087         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2088         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2089
2090         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2091         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2092
2093         // See if the and mask includes all of these bits.
2094         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2095
2096         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2097           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2098           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(X, CRHS,
2099                                                             LHS->getName()), I);
2100           return BinaryOperator::createAnd(NewAdd, C2);
2101         }
2102       }
2103     }
2104
2105     // Try to fold constant add into select arguments.
2106     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2107       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2108         return R;
2109   }
2110
2111   // add (cast *A to intptrtype) B -> 
2112   //   cast (GEP (cast *A to sbyte*) B) -> 
2113   //     intptrtype
2114   {
2115     CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(LHS);
2116     Value *Other = RHS;
2117     if (!CI) {
2118       CI = dyn_cast<CastInst>(RHS);
2119       Other = LHS;
2120     }
2121     if (CI && CI->getType()->isSized() && 
2122         (CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 
2123          TD->getIntPtrType()->getPrimitiveSizeInBits()) 
2124         && isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
2125       Value *I2 = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, CI->getOperand(0),
2126                                    PointerType::get(Type::Int8Ty), I);
2127       I2 = InsertNewInstBefore(new GetElementPtrInst(I2, Other, "ctg2"), I);
2128       return new PtrToIntInst(I2, CI->getType());
2129     }
2130   }
2131
2132   return Changed ? &I : 0;
2133 }
2134
2135 // isSignBit - Return true if the value represented by the constant only has the
2136 // highest order bit set.
2137 static bool isSignBit(ConstantInt *CI) {
2138   uint32_t NumBits = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2139   return CI->getValue() == APInt::getSignBit(NumBits);
2140 }
2141
2142 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2143   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2144
2145   if (Op0 == Op1)         // sub X, X  -> 0
2146     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2147
2148   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2149   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
2150     return BinaryOperator::createAdd(Op0, V);
2151
2152   if (isa<UndefValue>(Op0))
2153     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2154   if (isa<UndefValue>(Op1))
2155     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2156
2157   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2158     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2159     if (C->isAllOnesValue())
2160       return BinaryOperator::createNot(Op1);
2161
2162     // C - ~X == X + (1+C)
2163     Value *X = 0;
2164     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
2165       return BinaryOperator::createAdd(X, AddOne(C));
2166
2167     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2168     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2169     if (C->isZero()) {
2170       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1))
2171         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2172           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2173             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2174             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2175                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2176               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2177               return BinaryOperator::create(Instruction::AShr, 
2178                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2179             }
2180           }
2181         }
2182         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2183           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2184             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2185             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2186                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2187               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2188               return BinaryOperator::createLShr(
2189                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2190             }
2191           }
2192         } 
2193     }
2194
2195     // Try to fold constant sub into select arguments.
2196     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2197       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2198         return R;
2199
2200     if (isa<PHINode>(Op0))
2201       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2202         return NV;
2203   }
2204
2205   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2206     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add &&
2207         !Op0->getType()->isFPOrFPVector()) {
2208       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2209         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(1), I.getName());
2210       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2211         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(0), I.getName());
2212       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2213         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2214           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2215           return BinaryOperator::createSub(Subtract(CI1, CI2), 
2216                                            Op1I->getOperand(0));
2217       }
2218     }
2219
2220     if (Op1I->hasOneUse()) {
2221       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2222       // is not used by anyone else...
2223       //
2224       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub &&
2225           !Op1I->getType()->isFPOrFPVector()) {
2226         // Swap the two operands of the subexpr...
2227         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2228         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2229         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2230
2231         // Create the new top level add instruction...
2232         return BinaryOperator::createAdd(Op0, Op1);
2233       }
2234
2235       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2236       //
2237       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2238           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2239         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2240
2241         Value *NewNot =
2242           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(OtherOp, "B.not"), I);
2243         return BinaryOperator::createAnd(Op0, NewNot);
2244       }
2245
2246       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2247       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2248         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2249           if (CSI->isZero())
2250             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2251               return BinaryOperator::createSDiv(Op1I->getOperand(0),
2252                                                ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2253
2254       // X - X*C --> X * (1-C)
2255       ConstantInt *C2 = 0;
2256       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
2257         Constant *CP1 = Subtract(ConstantInt::get(I.getType(), 1), C2);
2258         return BinaryOperator::createMul(Op0, CP1);
2259       }
2260
2261       // X - ((X / Y) * Y) --> X % Y
2262       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Mul)
2263         if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Op1I->getOperand(0)))
2264           if (Op0 == I->getOperand(0) &&
2265               Op1I->getOperand(1) == I->getOperand(1)) {
2266             if (I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2267               return BinaryOperator::createSRem(Op0, Op1I->getOperand(1));
2268             if (I->getOpcode() == Instruction::UDiv)
2269               return BinaryOperator::createURem(Op0, Op1I->getOperand(1));
2270           }
2271     }
2272   }
2273
2274   if (!Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2275     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2276       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2277         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2278           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2279         else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2280           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2281       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2282         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2283           return BinaryOperator::createNeg(Op0I->getOperand(1), I.getName());
2284       }
2285
2286   ConstantInt *C1;
2287   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
2288     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2289       return BinaryOperator::createMul(Op1, SubOne(C1));
2290
2291     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2292     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
2293       return BinaryOperator::createMul(Op1, Subtract(C1, C2));
2294   }
2295   return 0;
2296 }
2297
2298 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if the
2299 /// comparison only checks the sign bit.  If it only checks the sign bit, set
2300 /// TrueIfSigned if the result of the comparison is true when the input value is
2301 /// signed.
2302 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS,
2303                            bool &TrueIfSigned) {
2304   switch (pred) {
2305   case ICmpInst::ICMP_SLT:   // True if LHS s< 0
2306     TrueIfSigned = true;
2307     return RHS->isZero();
2308   case ICmpInst::ICMP_SLE:   // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2309     TrueIfSigned = true;
2310     return RHS->isAllOnesValue();
2311   case ICmpInst::ICMP_SGT:   // True if LHS s> -1
2312     TrueIfSigned = false;
2313     return RHS->isAllOnesValue();
2314   case ICmpInst::ICMP_UGT:
2315     // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2316     TrueIfSigned = true;
2317     return RHS->getValue() ==
2318       APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2319   case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2320     // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2321     TrueIfSigned = true;
2322     return RHS->getValue() == 
2323       APInt::getSignBit(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2324   default:
2325     return false;
2326   }
2327 }
2328
2329 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2330   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2331   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2332
2333   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2334     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2335
2336   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2337   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2338     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2339
2340       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2341       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2342         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2343           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2344             return BinaryOperator::createMul(SI->getOperand(0),
2345                                              ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
2346
2347       if (CI->isZero())
2348         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2349       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2350         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2351       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2352         return BinaryOperator::createNeg(Op0, I.getName());
2353
2354       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2355       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2356         return BinaryOperator::createShl(Op0,
2357                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2358       }
2359     } else if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2360       if (Op1F->isNullValue())
2361         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2362
2363       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2364       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2365       // We need a better interface for long double here.
2366       if (Op1->getType() == Type::FloatTy || Op1->getType() == Type::DoubleTy)
2367         if (Op1F->isExactlyValue(1.0))
2368           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2369     }
2370     
2371     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2372       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2373           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2374         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2375         Instruction *Add = BinaryOperator::createMul(Op0I->getOperand(0),
2376                                                      Op1, "tmp");
2377         InsertNewInstBefore(Add, I);
2378         Value *C1C2 = ConstantExpr::getMul(Op1, 
2379                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2380         return BinaryOperator::createAdd(Add, C1C2);
2381         
2382       }
2383
2384     // Try to fold constant mul into select arguments.
2385     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2386       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2387         return R;
2388
2389     if (isa<PHINode>(Op0))
2390       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2391         return NV;
2392   }
2393
2394   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
2395     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
2396       return BinaryOperator::createMul(Op0v, Op1v);
2397
2398   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2399   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2400   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2401   // formed.
2402   CastInst *BoolCast = 0;
2403   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(0)))
2404     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2405       BoolCast = CI;
2406   if (!BoolCast)
2407     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2408       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2409         BoolCast = CI;
2410   if (BoolCast) {
2411     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2412       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2413       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2414       bool TIS = false;
2415       
2416       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2417       // multiply into a shift/and combination.
2418       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2419           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1), TIS) &&
2420           TIS) {
2421         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2422         Constant *Amt = ConstantInt::get(SCIOp0->getType(),
2423                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2424         Value *V =
2425           InsertNewInstBefore(
2426             BinaryOperator::create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2427                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2428                                             ".mask"), I);
2429
2430         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2431         // or truncate to the multiply type.
2432         if (I.getType() != V->getType()) {
2433           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2434           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2435           Instruction::CastOps opcode = 
2436             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2437              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2438           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2439         }
2440
2441         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2442         return BinaryOperator::createAnd(V, OtherOp);
2443       }
2444     }
2445   }
2446
2447   return Changed ? &I : 0;
2448 }
2449
2450 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2451 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2452 /// used by the visitors to those instructions.
2453 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2454 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2455   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2456
2457   // undef / X -> 0
2458   if (isa<UndefValue>(Op0))
2459     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2460
2461   // X / undef -> undef
2462   if (isa<UndefValue>(Op1))
2463     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2464
2465   // Handle cases involving: div X, (select Cond, Y, Z)
2466   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2467     // div X, (Cond ? 0 : Y) -> div X, Y.  If the div and the select are in the
2468     // same basic block, then we replace the select with Y, and the condition 
2469     // of the select with false (if the cond value is in the same BB).  If the
2470     // select has uses other than the div, this allows them to be simplified
2471     // also. Note that div X, Y is just as good as div X, 0 (undef)
2472     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2473       if (ST->isNullValue()) {
2474         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2475         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2476           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
2477         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2478           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
2479         else
2480           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
2481         return &I;
2482       }
2483
2484     // Likewise for: div X, (Cond ? Y : 0) -> div X, Y
2485     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2486       if (ST->isNullValue()) {
2487         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2488         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2489           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
2490         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2491           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
2492         else
2493           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
2494         return &I;
2495       }
2496   }
2497
2498   return 0;
2499 }
2500
2501 /// This function implements the transforms common to both integer division
2502 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2503 /// division instructions.
2504 /// @brief Common integer divide transforms
2505 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2506   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2507
2508   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2509     return Common;
2510
2511   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2512     // div X, 1 == X
2513     if (RHS->equalsInt(1))
2514       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2515
2516     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2517     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2518       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2519         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2520           return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2521                                         Multiply(RHS, LHSRHS));
2522         }
2523
2524     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2525       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2526         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2527           return R;
2528       if (isa<PHINode>(Op0))
2529         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2530           return NV;
2531     }
2532   }
2533
2534   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2535   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2536     if (LHS->equalsInt(0))
2537       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2538
2539   return 0;
2540 }
2541
2542 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
2543   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2544
2545   // Handle the integer div common cases
2546   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2547     return Common;
2548
2549   // X udiv C^2 -> X >> C
2550   // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
2551   // if so, convert to a right shift.
2552   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2553     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
2554       return BinaryOperator::createLShr(Op0, 
2555                ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
2556   }
2557
2558   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
2559   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
2560     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2561         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2562       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
2563       if (C1.isPowerOf2()) {
2564         Value *N = RHSI->getOperand(1);
2565         const Type *NTy = N->getType();
2566         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
2567           Constant *C2V = ConstantInt::get(NTy, C2);
2568           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(N, C2V, "tmp"), I);
2569         }
2570         return BinaryOperator::createLShr(Op0, N);
2571       }
2572     }
2573   }
2574   
2575   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
2576   // where C1&C2 are powers of two.
2577   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
2578     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2579       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
2580         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
2581         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
2582           // Compute the shift amounts
2583           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
2584           // Construct the "on true" case of the select
2585           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
2586           Instruction *TSI = BinaryOperator::createLShr(
2587                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
2588           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
2589   
2590           // Construct the "on false" case of the select
2591           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
2592           Instruction *FSI = BinaryOperator::createLShr(
2593                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
2594           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
2595
2596           // construct the select instruction and return it.
2597           return new SelectInst(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
2598         }
2599       }
2600   return 0;
2601 }
2602
2603 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
2604   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2605
2606   // Handle the integer div common cases
2607   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2608     return Common;
2609
2610   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2611     // sdiv X, -1 == -X
2612     if (RHS->isAllOnesValue())
2613       return BinaryOperator::createNeg(Op0);
2614
2615     // -X/C -> X/-C
2616     if (Value *LHSNeg = dyn_castNegVal(Op0))
2617       return BinaryOperator::createSDiv(LHSNeg, ConstantExpr::getNeg(RHS));
2618   }
2619
2620   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2621   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
2622   if (I.getType()->isInteger()) {
2623     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2624     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2625       return BinaryOperator::createUDiv(Op0, Op1, I.getName());
2626     }
2627   }      
2628   
2629   return 0;
2630 }
2631
2632 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
2633   return commonDivTransforms(I);
2634 }
2635
2636 /// GetFactor - If we can prove that the specified value is at least a multiple
2637 /// of some factor, return that factor.
2638 static Constant *GetFactor(Value *V) {
2639   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
2640     return CI;
2641   
2642   // Unless we can be tricky, we know this is a multiple of 1.
2643   Constant *Result = ConstantInt::get(V->getType(), 1);
2644   
2645   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
2646   if (!I) return Result;
2647   
2648   if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
2649     // Handle multiplies by a constant, etc.
2650     return ConstantExpr::getMul(GetFactor(I->getOperand(0)),
2651                                 GetFactor(I->getOperand(1)));
2652   } else if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
2653     // (X<<C) -> X * (1 << C)
2654     if (Constant *ShRHS = dyn_cast<Constant>(I->getOperand(1))) {
2655       ShRHS = ConstantExpr::getShl(Result, ShRHS);
2656       return ConstantExpr::getMul(GetFactor(I->getOperand(0)), ShRHS);
2657     }
2658   } else if (I->getOpcode() == Instruction::And) {
2659     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
2660       // X & 0xFFF0 is known to be a multiple of 16.
2661       uint32_t Zeros = RHS->getValue().countTrailingZeros();
2662       if (Zeros != V->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
2663         return ConstantExpr::getShl(Result, 
2664                                     ConstantInt::get(Result->getType(), Zeros));
2665     }
2666   } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
2667     // Only handle int->int casts.
2668     if (!CI->isIntegerCast())
2669       return Result;
2670     Value *Op = CI->getOperand(0);
2671     return ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), GetFactor(Op), V->getType());
2672   }    
2673   return Result;
2674 }
2675
2676 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
2677 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
2678 /// is used by the visitors to those instructions.
2679 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
2680 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2681   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2682
2683   // 0 % X == 0, we don't need to preserve faults!
2684   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
2685     if (LHS->isNullValue())
2686       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2687
2688   if (isa<UndefValue>(Op0))              // undef % X -> 0
2689     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2690   if (isa<UndefValue>(Op1))
2691     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
2692
2693   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
2694   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2695     // rem X, (Cond ? 0 : Y) -> rem X, Y.  If the rem and the select are in
2696     // the same basic block, then we replace the select with Y, and the
2697     // condition of the select with false (if the cond value is in the same
2698     // BB).  If the select has uses other than the div, this allows them to be
2699     // simplified also.
2700     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2701       if (ST->isNullValue()) {
2702         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2703         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2704           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
2705         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2706           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
2707         else
2708           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
2709         return &I;
2710       }
2711     // Likewise for: rem X, (Cond ? Y : 0) -> rem X, Y
2712     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2713       if (ST->isNullValue()) {
2714         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2715         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2716           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
2717         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2718           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
2719         else
2720           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
2721         return &I;
2722       }
2723   }
2724
2725   return 0;
2726 }
2727
2728 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
2729 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
2730 /// remainder instructions.
2731 /// @brief Common integer remainder transforms
2732 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2733   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2734
2735   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
2736     return common;
2737
2738   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2739     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
2740     if (RHS->equalsInt(0))
2741       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
2742     
2743     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
2744       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2745
2746     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
2747       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
2748         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2749           return R;
2750       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
2751         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2752           return NV;
2753       }
2754       // (X * C1) % C2 --> 0  iff  C1 % C2 == 0
2755       if (ConstantExpr::getSRem(GetFactor(Op0I), RHS)->isNullValue())
2756         return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2757     }
2758   }
2759
2760   return 0;
2761 }
2762
2763 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
2764   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2765
2766   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
2767     return common;
2768   
2769   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2770     // X urem C^2 -> X and C
2771     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
2772     // if so, convert to a bitwise and.
2773     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
2774       if (C->getValue().isPowerOf2())
2775         return BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(C));
2776   }
2777
2778   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
2779     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
2780     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2781         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2782       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
2783         Constant *N1 = ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType());
2784         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(RHSI, N1,
2785                                                                    "tmp"), I);
2786         return BinaryOperator::createAnd(Op0, Add);
2787       }
2788     }
2789   }
2790
2791   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
2792   // where C1&C2 are powers of two.
2793   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2794     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2795       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
2796         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
2797         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
2798             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
2799           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
2800             BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(STO), SI->getName()+".t"), I);
2801           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
2802             BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(SFO), SI->getName()+".f"), I);
2803           return new SelectInst(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
2804         }
2805       }
2806   }
2807   
2808   return 0;
2809 }
2810
2811 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
2812   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2813
2814   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
2815     return common;
2816   
2817   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
2818     if (!isa<ConstantInt>(RHSNeg) || 
2819         cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive()) {
2820       // X % -Y -> X % Y
2821       AddUsesToWorkList(I);
2822       I.setOperand(1, RHSNeg);
2823       return &I;
2824     }
2825  
2826   // If the top bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2827   // unsigned inputs), turn this into a urem.
2828   APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2829   if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2830     // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
2831     return BinaryOperator::createURem(Op0, Op1, I.getName());
2832   }
2833
2834   return 0;
2835 }
2836
2837 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
2838   return commonRemTransforms(I);
2839 }
2840
2841 // isMaxValueMinusOne - return true if this is Max-1
2842 static bool isMaxValueMinusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
2843   uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2844   if (!isSigned)
2845     return C->getValue() == APInt::getAllOnesValue(TypeBits) - 1;
2846   return C->getValue() == APInt::getSignedMaxValue(TypeBits)-1;
2847 }
2848
2849 // isMinValuePlusOne - return true if this is Min+1
2850 static bool isMinValuePlusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
2851   if (!isSigned)
2852     return C->getValue() == 1; // unsigned
2853     
2854   // Calculate 1111111111000000000000
2855   uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2856   return C->getValue() == APInt::getSignedMinValue(TypeBits)+1;
2857 }
2858
2859 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
2860 // constant.
2861 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
2862   return CI->getValue().isPowerOf2();
2863 }
2864
2865 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
2866 // This is the same as lowones(~X).
2867 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
2868   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
2869 }
2870
2871 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
2872 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
2873 ///
2874 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
2875 ///
2876 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
2877 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
2878 ///
2879 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
2880 ///   0  A > B
2881 ///   1  A == B
2882 ///   2  A < B
2883 ///
2884 /// <=>  Value  Definition
2885 /// 000     0   Always false
2886 /// 001     1   A >  B
2887 /// 010     2   A == B
2888 /// 011     3   A >= B
2889 /// 100     4   A <  B
2890 /// 101     5   A != B
2891 /// 110     6   A <= B
2892 /// 111     7   Always true
2893 ///  
2894 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
2895   switch (ICI->getPredicate()) {
2896     // False -> 0
2897   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
2898   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
2899   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
2900   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
2901   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
2902   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
2903   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
2904   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
2905   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
2906   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
2907     // True -> 7
2908   default:
2909     assert(0 && "Invalid ICmp predicate!");
2910     return 0;
2911   }
2912 }
2913
2914 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
2915 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
2916 /// new ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
2917 /// of predicate to use in new icmp instructions.
2918 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS) {
2919   switch (code) {
2920   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
2921   case  0: return ConstantInt::getFalse();
2922   case  1: 
2923     if (sign)
2924       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
2925     else
2926       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
2927   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
2928   case  3: 
2929     if (sign)
2930       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
2931     else
2932       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
2933   case  4: 
2934     if (sign)
2935       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
2936     else
2937       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
2938   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
2939   case  6: 
2940     if (sign)
2941       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
2942     else
2943       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
2944   case  7: return ConstantInt::getTrue();
2945   }
2946 }
2947
2948 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
2949   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
2950     (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && 
2951      (p2 == ICmpInst::ICMP_EQ || p2 == ICmpInst::ICMP_NE)) ||
2952     (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && 
2953      (p1 == ICmpInst::ICMP_EQ || p1 == ICmpInst::ICMP_NE));
2954 }
2955
2956 namespace { 
2957 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
2958 struct FoldICmpLogical {
2959   InstCombiner &IC;
2960   Value *LHS, *RHS;
2961   ICmpInst::Predicate pred;
2962   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
2963     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
2964       pred(ICI->getPredicate()) {}
2965   bool shouldApply(Value *V) const {
2966     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
2967       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
2968         return (ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS ||
2969                 ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS);
2970     return false;
2971   }
2972   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
2973     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
2974     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
2975       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
2976       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
2977     }
2978
2979     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
2980     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
2981     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
2982     unsigned Code;
2983     switch (Log.getOpcode()) {
2984     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
2985     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
2986     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
2987     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
2988     }
2989
2990     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
2991                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
2992       
2993     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS);
2994     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
2995       return I;
2996     // Otherwise, it's a constant boolean value...
2997     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
2998   }
2999 };
3000 } // end anonymous namespace
3001
3002 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
3003 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
3004 // guaranteed to be a binary operator.
3005 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
3006                                     ConstantInt *OpRHS,
3007                                     ConstantInt *AndRHS,
3008                                     BinaryOperator &TheAnd) {
3009   Value *X = Op->getOperand(0);
3010   Constant *Together = 0;
3011   if (!Op->isShift())
3012     Together = And(AndRHS, OpRHS);
3013
3014   switch (Op->getOpcode()) {
3015   case Instruction::Xor:
3016     if (Op->hasOneUse()) {
3017       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
3018       Instruction *And = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
3019       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
3020       And->takeName(Op);
3021       return BinaryOperator::createXor(And, Together);
3022     }
3023     break;
3024   case Instruction::Or:
3025     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
3026       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
3027
3028     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
3029       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
3030       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, Together);
3031       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
3032       Or->takeName(Op);
3033       return BinaryOperator::createAnd(Or, AndRHS);
3034     }
3035     break;
3036   case Instruction::Add:
3037     if (Op->hasOneUse()) {
3038       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
3039       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3040       // single bit constant.
3041       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3042
3043       // If there is only one bit set...
3044       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3045         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3046         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3047         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3048         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3049
3050         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3051         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3052           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3053           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3054           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3055           // no effect.
3056           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3057             TheAnd.setOperand(0, X);
3058             return &TheAnd;
3059           } else {
3060             // Pull the XOR out of the AND.
3061             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
3062             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3063             NewAnd->takeName(Op);
3064             return BinaryOperator::createXor(NewAnd, AndRHS);
3065           }
3066         }
3067       }
3068     }
3069     break;
3070
3071   case Instruction::Shl: {
3072     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3073     // the anded constant includes them, clear them now!
3074     //
3075     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3076     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3077     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3078     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3079
3080     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3081     // Masking out bits that the shift already masks
3082       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3083     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3084       TheAnd.setOperand(1, CI);
3085       return &TheAnd;
3086     }
3087     break;
3088   }
3089   case Instruction::LShr:
3090   {
3091     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3092     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3093     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3094     //
3095     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3096     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3097     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3098     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3099
3100     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3101     // Masking out bits that the shift already masks.
3102       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3103     } else if (CI != AndRHS) {
3104       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3105       return &TheAnd;
3106     }
3107     break;
3108   }
3109   case Instruction::AShr:
3110     // Signed shr.
3111     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3112     // with an and.
3113     if (Op->hasOneUse()) {
3114       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3115       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3116       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3117       Constant *C = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3118       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3119         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3120         // Make the argument unsigned.
3121         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3122         ShVal = InsertNewInstBefore(
3123             BinaryOperator::createLShr(ShVal, OpRHS, 
3124                                    Op->getName()), TheAnd);
3125         return BinaryOperator::createAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3126       }
3127     }
3128     break;
3129   }
3130   return 0;
3131 }
3132
3133
3134 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3135 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3136 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3137 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3138 /// insert new instructions.
3139 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3140                                            bool isSigned, bool Inside, 
3141                                            Instruction &IB) {
3142   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3143             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3144          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3145     
3146   if (Inside) {
3147     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3148       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3149
3150     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3151     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3152       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3153         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3154       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3155     }
3156
3157     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3158     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3159     Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3160     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3161     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3162     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3163   }
3164
3165   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3166     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3167
3168   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3169   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3170   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3171     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3172         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3173     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3174   }
3175
3176   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3177   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3178   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3179   Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3180   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3181   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3182   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3183 }
3184
3185 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3186 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3187 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3188 // not, since all 1s are not contiguous.
3189 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3190   const APInt& V = Val->getValue();
3191   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3192   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3193
3194   // look for the first zero bit after the run of ones
3195   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3196   // look for the first non-zero bit
3197   ME = V.getActiveBits(); 
3198   return true;
3199 }
3200
3201 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3202 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3203 /// the following xforms:
3204 /// 
3205 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3206 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3207 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3208 ///
3209 /// return (A +/- B).
3210 ///
3211 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3212                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3213                                         Instruction &I) {
3214   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3215   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3216       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3217
3218   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3219
3220   switch (LHSI->getOpcode()) {
3221   default: return 0;
3222   case Instruction::And:
3223     if (And(N, Mask) == Mask) {
3224       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3225       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3226            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3227           Mask->getValue().getBitWidth())
3228         break;
3229
3230       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3231       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3232       // is all N is, ignore it.
3233       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3234       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3235         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3236         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3237         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3238           break;
3239       }
3240     }
3241     return 0;
3242   case Instruction::Or:
3243   case Instruction::Xor:
3244     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3245     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3246          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3247         && And(N, Mask)->isZero())
3248       break;
3249     return 0;
3250   }
3251   
3252   Instruction *New;
3253   if (isSub)
3254     New = BinaryOperator::createSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3255   else
3256     New = BinaryOperator::createAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3257   return InsertNewInstBefore(New, I);
3258 }
3259
3260 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
3261   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3262   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3263
3264   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
3265     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3266
3267   // and X, X = X
3268   if (Op0 == Op1)
3269     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3270
3271   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3272   // purpose is to compute bits we don't care about.
3273   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3274     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3275     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3276     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3277                              KnownZero, KnownOne))
3278       return &I;
3279   } else {
3280     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3281       if (CP->isAllOnesValue())            // X & <-1,-1> -> X
3282         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
3283     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3284       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X & <0,0> -> <0,0>
3285     }
3286   }
3287   
3288   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3289     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
3290     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
3291
3292     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
3293     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
3294       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
3295       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
3296       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
3297       switch (Op0I->getOpcode()) {
3298       case Instruction::Xor:
3299       case Instruction::Or:
3300         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
3301         if (Op0I->hasOneUse()) {
3302           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
3303             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
3304             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::createAnd(Op0RHS, AndRHS,
3305                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
3306             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
3307             return BinaryOperator::create(
3308                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
3309           }
3310           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
3311               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
3312             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
3313             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::createAnd(Op0LHS, AndRHS,
3314                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
3315             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
3316             return BinaryOperator::create(
3317                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
3318           }
3319         }
3320
3321         break;
3322       case Instruction::Add:
3323         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3324         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3325         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3326         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
3327           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
3328         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
3329           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
3330         break;
3331
3332       case Instruction::Sub:
3333         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3334         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3335         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3336         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
3337           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
3338         break;
3339       }
3340
3341       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
3342         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
3343           return Res;
3344     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3345       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
3346       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
3347       // frequently occurs for bitfield accesses.
3348       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
3349         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
3350             CastOp->getNumOperands() == 2)
3351           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1)))
3352             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
3353               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
3354               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
3355               // This will fold the two constants together, which may allow 
3356               // other simplifications.
3357               Instruction *NewCast = CastInst::createTruncOrBitCast(
3358                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
3359                 CastOp->getName()+".shrunk");
3360               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
3361               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
3362               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3363               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
3364               return BinaryOperator::createAnd(NewCast, C3);
3365             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
3366               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
3367               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
3368               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3369               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)   // trunc(C1)&C2
3370                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
3371             }
3372       }
3373     }
3374
3375     // Try to fold constant and into select arguments.
3376     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3377       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3378         return R;
3379     if (isa<PHINode>(Op0))
3380       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3381         return NV;
3382   }
3383
3384   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
3385   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
3386
3387   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
3388     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3389
3390   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
3391   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3392     Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
3393                                                I.getName()+".demorgan");
3394     InsertNewInstBefore(Or, I);
3395     return BinaryOperator::createNot(Or);
3396   }
3397   
3398   {
3399     Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
3400     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3401       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
3402         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3403     
3404       // (A|B) & ~(A&B) -> A^B
3405       if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3406         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3407           return BinaryOperator::createXor(A, B);
3408       }
3409     }
3410     
3411     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3412       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
3413         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3414
3415       // ~(A&B) & (A|B) -> A^B
3416       if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(C), m_Value(D))))) {
3417         if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C))
3418           return BinaryOperator::createXor(A, B);
3419       }
3420     }
3421     
3422     if (Op0->hasOneUse() &&
3423         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3424       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
3425         I.swapOperands();     // Simplify below
3426         std::swap(Op0, Op1);
3427       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
3428         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
3429         I.swapOperands();     // Simplify below
3430         std::swap(Op0, Op1);
3431       }
3432     }
3433     if (Op1->hasOneUse() &&
3434         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3435       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
3436         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
3437         std::swap(A, B);
3438       }
3439       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
3440         Instruction *NotB = BinaryOperator::createNot(B, "tmp");
3441         InsertNewInstBefore(NotB, I);
3442         return BinaryOperator::createAnd(A, NotB);
3443       }
3444     }
3445   }
3446   
3447   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
3448     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3449     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3450       return R;
3451
3452     Value *LHSVal, *RHSVal;
3453     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3454     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3455     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
3456       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
3457         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) & (X icmp C2)
3458             // ICMP_[GL]E X, CST is folded to ICMP_[GL]T elsewhere.
3459             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3460             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3461             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3462             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE) {
3463           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3464           ICmpInst::Predicate GT = ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ? 
3465             ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
3466           Constant *Cmp = ConstantExpr::getICmp(GT, LHSCst, RHSCst);
3467           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
3468           if (cast<ConstantInt>(Cmp)->getZExtValue()) {
3469             std::swap(LHS, RHS);
3470             std::swap(LHSCst, RHSCst);
3471             std::swap(LHSCC, RHSCC);
3472           }
3473
3474           // At this point, we know we have have two icmp instructions
3475           // comparing a value against two constants and and'ing the result
3476           // together.  Because of the above check, we know that we only have
3477           // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3478           // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3479           // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3480           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3481
3482           switch (LHSCC) {
3483           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3484           case ICmpInst::ICMP_EQ:
3485             switch (RHSCC) {
3486             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3487             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3488             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3489             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3490               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3491             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3492             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3493             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3494               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3495             }
3496           case ICmpInst::ICMP_NE:
3497             switch (RHSCC) {
3498             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3499             case ICmpInst::ICMP_ULT:
3500               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3501                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSVal, LHSCst);
3502               break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3503             case ICmpInst::ICMP_SLT:
3504               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3505                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSVal, LHSCst);
3506               break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3507             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3508             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3509             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3510               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3511             case ICmpInst::ICMP_NE:
3512               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3513                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3514                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
3515                                                       LHSVal->getName()+".off");
3516                 InsertNewInstBefore(Add, I);
3517                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3518                                     ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3519               }
3520               break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3521             }
3522             break;
3523           case ICmpInst::ICMP_ULT:
3524             switch (RHSCC) {
3525             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3526             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3527             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3528               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3529             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3530               break;
3531             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3532             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3533               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3534             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3535               break;
3536             }
3537             break;
3538           case ICmpInst::ICMP_SLT:
3539             switch (RHSCC) {
3540             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3541             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3542             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3543               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3544             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3545               break;
3546             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3547             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3548               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3549             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3550               break;
3551             }
3552             break;
3553           case ICmpInst::ICMP_UGT:
3554             switch (RHSCC) {
3555             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3556             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X > 13
3557               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3558             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3559               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3560             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3561               break;
3562             case ICmpInst::ICMP_NE:
3563               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3564                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
3565               break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3566             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) ->(X-14) <u 1
3567               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, 
3568                                      true, I);
3569             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3570               break;
3571             }
3572             break;
3573           case ICmpInst::ICMP_SGT:
3574             switch (RHSCC) {
3575             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3576             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X s> 13
3577               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3578             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3579               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3580             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3581               break;
3582             case ICmpInst::ICMP_NE:
3583               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3584                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
3585               break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3586             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) ->(X-14) s< 1
3587               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, 
3588                                      true, I);
3589             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3590               break;
3591             }
3592             break;
3593           }
3594         }
3595   }
3596
3597   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
3598   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
3599     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
3600       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
3601         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
3602         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
3603             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
3604             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
3605                               I.getType(), TD) &&
3606             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
3607                               I.getType(), TD)) {
3608           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createAnd(Op0C->getOperand(0),
3609                                                          Op1C->getOperand(0),
3610                                                          I.getName());
3611           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
3612           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
3613         }
3614       }
3615     
3616   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
3617   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
3618     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
3619       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
3620           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
3621           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
3622         Instruction *NewOp =
3623           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(SI0->getOperand(0),
3624                                                         SI1->getOperand(0),
3625                                                         SI0->getName()), I);
3626         return BinaryOperator::create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
3627                                       SI1->getOperand(1));
3628       }
3629   }
3630
3631   // (fcmp ord x, c) & (fcmp ord y, c)  -> (fcmp ord x, y)
3632   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
3633     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
3634       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD &&
3635           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ORD)
3636         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
3637           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
3638             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
3639             // false.
3640             if (LHSC->getValueAPF().getCategory() == APFloat::fcNaN ||
3641                 RHSC->getValueAPF().getCategory() == APFloat::fcNaN)
3642               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3643             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_ORD, LHS->getOperand(0),
3644                                 RHS->getOperand(0));
3645           }
3646     }
3647   }
3648       
3649   return Changed ? &I : 0;
3650 }
3651
3652 /// CollectBSwapParts - Look to see if the specified value defines a single byte
3653 /// in the result.  If it does, and if the specified byte hasn't been filled in
3654 /// yet, fill it in and return false.
3655 static bool CollectBSwapParts(Value *V, SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
3656   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
3657   if (I == 0) return true;
3658
3659   // If this is an or instruction, it is an inner node of the bswap.
3660   if (I->getOpcode() == Instruction::Or)
3661     return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), ByteValues) ||
3662            CollectBSwapParts(I->getOperand(1), ByteValues);
3663   
3664   uint32_t BitWidth = I->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
3665   // If this is a shift by a constant int, and it is "24", then its operand
3666   // defines a byte.  We only handle unsigned types here.
3667   if (I->isShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
3668     // Not shifting the entire input by N-1 bytes?
3669     if (cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(BitWidth) !=
3670         8*(ByteValues.size()-1))
3671       return true;
3672     
3673     unsigned DestNo;
3674     if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
3675       // X << 24 defines the top byte with the lowest of the input bytes.
3676       DestNo = ByteValues.size()-1;
3677     } else {
3678       // X >>u 24 defines the low byte with the highest of the input bytes.
3679       DestNo = 0;
3680     }
3681     
3682     // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
3683     // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
3684     if (ByteValues[DestNo] && ByteValues[DestNo] != I->getOperand(0))
3685       return true;
3686     ByteValues[DestNo] = I->getOperand(0);
3687     return false;
3688   }
3689   
3690   // Otherwise, we can only handle and(shift X, imm), imm).  Bail out of if we
3691   // don't have this.
3692   Value *Shift = 0, *ShiftLHS = 0;
3693   ConstantInt *AndAmt = 0, *ShiftAmt = 0;
3694   if (!match(I, m_And(m_Value(Shift), m_ConstantInt(AndAmt))) ||
3695       !match(Shift, m_Shift(m_Value(ShiftLHS), m_ConstantInt(ShiftAmt))))
3696     return true;
3697   Instruction *SI = cast<Instruction>(Shift);
3698
3699   // Make sure that the shift amount is by a multiple of 8 and isn't too big.
3700   if (ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) & 7 ||
3701       ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) > 8*ByteValues.size())
3702     return true;
3703   
3704   // Turn 0xFF -> 0, 0xFF00 -> 1, 0xFF0000 -> 2, etc.
3705   unsigned DestByte;
3706   if (AndAmt->getValue().getActiveBits() > 64)
3707     return true;
3708   uint64_t AndAmtVal = AndAmt->getZExtValue();
3709   for (DestByte = 0; DestByte != ByteValues.size(); ++DestByte)
3710     if (AndAmtVal == uint64_t(0xFF) << 8*DestByte)
3711       break;
3712   // Unknown mask for bswap.
3713   if (DestByte == ByteValues.size()) return true;
3714   
3715   unsigned ShiftBytes = ShiftAmt->getZExtValue()/8;
3716   unsigned SrcByte;
3717   if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
3718     SrcByte = DestByte - ShiftBytes;
3719   else
3720     SrcByte = DestByte + ShiftBytes;
3721   
3722   // If the SrcByte isn't a bswapped value from the DestByte, reject it.
3723   if (SrcByte != ByteValues.size()-DestByte-1)
3724     return true;
3725   
3726   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
3727   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
3728   if (ByteValues[DestByte] && ByteValues[DestByte] != SI->getOperand(0))
3729     return true;
3730   ByteValues[DestByte] = SI->getOperand(0);
3731   return false;
3732 }
3733
3734 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
3735 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
3736 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
3737   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
3738   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16) 
3739     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
3740   
3741   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
3742   /// defines each byte.
3743   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
3744   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
3745     
3746   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
3747   if (CollectBSwapParts(I.getOperand(0), ByteValues) ||
3748       CollectBSwapParts(I.getOperand(1), ByteValues))
3749     return 0;
3750   
3751   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
3752   Value *V = ByteValues[0];
3753   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
3754   
3755   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
3756   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
3757     if (ByteValues[i] != V)
3758       return 0;
3759   const Type *Tys[] = { ITy };
3760   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
3761   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 1);
3762   return new CallInst(F, V);
3763 }
3764
3765
3766 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
3767   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3768   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3769
3770   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
3771     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
3772
3773   // or X, X = X
3774   if (Op0 == Op1)
3775     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3776
3777   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3778   // purpose is to compute bits we don't care about.
3779   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3780     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3781     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3782     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3783                              KnownZero, KnownOne))
3784       return &I;
3785   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
3786     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X | <0,0> -> X
3787   } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3788     if (CP->isAllOnesValue())            // X | <-1,-1> -> <-1,-1>
3789       return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(1));
3790   }
3791     
3792
3793   
3794   // or X, -1 == -1
3795   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3796     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
3797     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
3798     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
3799       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS);
3800       InsertNewInstBefore(Or, I);
3801       Or->takeName(Op0);
3802       return BinaryOperator::createAnd(Or, 
3803                ConstantInt::get(RHS->getValue() | C1->getValue()));
3804     }
3805
3806     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
3807     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
3808       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS);
3809       InsertNewInstBefore(Or, I);
3810       Or->takeName(Op0);
3811       return BinaryOperator::createXor(Or,
3812                  ConstantInt::get(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
3813     }
3814
3815     // Try to fold constant and into select arguments.
3816     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3817       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3818         return R;
3819     if (isa<PHINode>(Op0))
3820       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3821         return NV;
3822   }
3823
3824   Value *A = 0, *B = 0;
3825   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
3826
3827   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
3828     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
3829       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3830   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
3831     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
3832       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3833
3834   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
3835   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
3836   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
3837       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
3838       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
3839        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
3840     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
3841       return BSwap;
3842   }
3843   
3844   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
3845   if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
3846       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
3847     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op1);
3848     InsertNewInstBefore(NOr, I);
3849     NOr->takeName(Op0);
3850     return BinaryOperator::createXor(NOr, C1);
3851   }
3852
3853   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
3854   if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
3855       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
3856     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op0);
3857     InsertNewInstBefore(NOr, I);
3858     NOr->takeName(Op0);
3859     return BinaryOperator::createXor(NOr, C1);
3860   }
3861
3862   // (A & C)|(B & D)
3863   Value *C = 0, *D = 0;
3864   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
3865       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
3866     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
3867     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
3868     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
3869     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
3870       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
3871       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
3872       // replace with V+N.
3873       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
3874         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
3875             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
3876           // Add commutes, try both ways.
3877           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
3878             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
3879           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
3880             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
3881         }
3882         // Or commutes, try both ways.
3883         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
3884             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
3885           // Add commutes, try both ways.
3886           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
3887             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
3888           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
3889             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
3890         }
3891       }
3892       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
3893     }
3894     
3895     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
3896     // terms for V1 & (V2|V3).
3897     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
3898       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
3899         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
3900       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
3901         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
3902       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
3903         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
3904       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
3905         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
3906       
3907       if (V1) {
3908         Value *Or =
3909           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createOr(V2, V3, "tmp"), I);
3910         return BinaryOperator::createAnd(V1, Or);
3911       }
3912     }
3913   }
3914   
3915   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
3916   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
3917     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
3918       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
3919           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
3920           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
3921         Instruction *NewOp =
3922         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createOr(SI0->getOperand(0),
3923                                                      SI1->getOperand(0),
3924                                                      SI0->getName()), I);
3925         return BinaryOperator::create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
3926                                       SI1->getOperand(1));
3927       }
3928   }
3929
3930   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {   // ~A | Op1
3931     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
3932       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
3933   } else {
3934     A = 0;
3935   }
3936   // Note, A is still live here!
3937   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)))) {   // Op0 | ~B
3938     if (Op0 == B)
3939       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
3940
3941     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
3942     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3943       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(A, B,
3944                                               I.getName()+".demorgan"), I);
3945       return BinaryOperator::createNot(And);
3946     }
3947   }
3948
3949   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3950   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
3951     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3952       return R;
3953
3954     Value *LHSVal, *RHSVal;
3955     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3956     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3957     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
3958       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
3959         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) | (X icmp C2)
3960             // icmp [us][gl]e x, cst is folded to icmp [us][gl]t elsewhere.
3961             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3962             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3963             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3964             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3965             // We can't fold (ugt x, C) | (sgt x, C2).
3966             PredicatesFoldable(LHSCC, RHSCC)) {
3967           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3968           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
3969           bool NeedsSwap;
3970           if (ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC))
3971             NeedsSwap = LHSCst->getValue().sgt(RHSCst->getValue());
3972           else
3973             NeedsSwap = LHSCst->getValue().ugt(RHSCst->getValue());
3974             
3975           if (NeedsSwap) {
3976             std::swap(LHS, RHS);
3977             std::swap(LHSCst, RHSCst);
3978             std::swap(LHSCC, RHSCC);
3979           }
3980
3981           // At this point, we know we have have two icmp instructions
3982           // comparing a value against two constants and or'ing the result
3983           // together.  Because of the above check, we know that we only have
3984           // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
3985           // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
3986           // equal.
3987           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3988
3989           switch (LHSCC) {
3990           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3991           case ICmpInst::ICMP_EQ:
3992             switch (RHSCC) {
3993             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3994             case ICmpInst::ICMP_EQ:
3995               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {// (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
3996                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3997                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
3998                                                       LHSVal->getName()+".off");
3999                 InsertNewInstBefore(Add, I);
4000                 AddCST = Subtract(AddOne(RHSCst), LHSCst);
4001                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
4002               }
4003               break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
4004             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
4005             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
4006               break;
4007             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
4008             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
4009             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
4010               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4011             }
4012             break;
4013           case ICmpInst::ICMP_NE:
4014             switch (RHSCC) {
4015             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4016             case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
4017             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
4018             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
4019               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4020             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
4021             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
4022             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
4023               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4024             }
4025             break;
4026           case ICmpInst::ICMP_ULT:
4027             switch (RHSCC) {
4028             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4029             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
4030               break;
4031             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) ->(X-13) u> 2
4032               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, 
4033                                      false, I);
4034             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
4035               break;
4036             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
4037             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
4038               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4039             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
4040               break;
4041             }
4042             break;
4043           case ICmpInst::ICMP_SLT:
4044             switch (RHSCC) {
4045             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4046             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
4047               break;
4048             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) ->(X-13) s> 2
4049               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, 
4050                                      false, I);
4051             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4052               break;
4053             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4054             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4055               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4056             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4057               break;
4058             }
4059             break;
4060           case ICmpInst::ICMP_UGT:
4061             switch (RHSCC) {
4062             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4063             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4064             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4065               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4066             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4067               break;
4068             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4069             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4070               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4071             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4072               break;
4073             }
4074             break;
4075           case ICmpInst::ICMP_SGT:
4076             switch (RHSCC) {
4077             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4078             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4079             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4080               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4081             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4082               break;
4083             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4084             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4085               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4086             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4087               break;
4088             }
4089             break;
4090           }
4091         }
4092   }
4093     
4094   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4095   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4096     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4097       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4098         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4099         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4100             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4101             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4102                               I.getType(), TD) &&
4103             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4104                               I.getType(), TD)) {
4105           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createOr(Op0C->getOperand(0),
4106                                                         Op1C->getOperand(0),
4107                                                         I.getName());
4108           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4109           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4110         }
4111       }
4112   }
4113   
4114     
4115   // (fcmp uno x, c) | (fcmp uno y, c)  -> (fcmp uno x, y)
4116   if (FCmpInst *LHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(0))) {
4117     if (FCmpInst *RHS = dyn_cast<FCmpInst>(I.getOperand(1))) {
4118       if (LHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO &&
4119           RHS->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_UNO)
4120         if (ConstantFP *LHSC = dyn_cast<ConstantFP>(LHS->getOperand(1)))
4121           if (ConstantFP *RHSC = dyn_cast<ConstantFP>(RHS->getOperand(1))) {
4122             // If either of the constants are nans, then the whole thing returns
4123             // true.
4124             if (LHSC->getValueAPF().getCategory() == APFloat::fcNaN ||
4125                 RHSC->getValueAPF().getCategory() == APFloat::fcNaN)
4126               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4127             
4128             // Otherwise, no need to compare the two constants, compare the
4129             // rest.
4130             return new FCmpInst(FCmpInst::FCMP_UNO, LHS->getOperand(0),
4131                                 RHS->getOperand(0));
4132           }
4133     }
4134   }
4135
4136   return Changed ? &I : 0;
4137 }
4138
4139 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
4140 struct XorSelf {
4141   Value *RHS;
4142   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
4143   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
4144   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
4145     return &Xor;
4146   }
4147 };
4148
4149
4150 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
4151   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4152   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4153
4154   if (isa<UndefValue>(Op1))
4155     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
4156
4157   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
4158   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
4159     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?"); Result=Result;
4160     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4161   }
4162   
4163   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4164   // purpose is to compute bits we don't care about.
4165   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4166     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4167     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4168     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4169                              KnownZero, KnownOne))
4170       return &I;
4171   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1)) {
4172     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // X ^ <0,0> -> X
4173   }
4174
4175   // Is this a ~ operation?
4176   if (Value *NotOp = dyn_castNotVal(&I)) {
4177     // ~(~X & Y) --> (X | ~Y) - De Morgan's Law
4178     // ~(~X | Y) === (X & ~Y) - De Morgan's Law
4179     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(NotOp)) {
4180       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And || 
4181           Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4182         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
4183         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
4184           Instruction *NotY =
4185             BinaryOperator::createNot(Op0I->getOperand(1),
4186                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
4187           InsertNewInstBefore(NotY, I);
4188           if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And)
4189             return BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, NotY);
4190           else
4191             return BinaryOperator::createAnd(Op0NotVal, NotY);
4192         }
4193       }
4194     }
4195   }
4196   
4197   
4198   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4199     // xor (cmp A, B), true = not (cmp A, B) = !cmp A, B
4200     if (RHS == ConstantInt::getTrue() && Op0->hasOneUse()) {
4201       if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4202         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
4203                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
4204
4205       if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(Op0))
4206         return new FCmpInst(FCI->getInversePredicate(),
4207                             FCI->getOperand(0), FCI->getOperand(1));
4208     }
4209
4210     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4211       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
4212       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
4213         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
4214           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
4215           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
4216                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
4217           return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
4218         }
4219           
4220       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
4221         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
4222           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
4223           if (RHS->isAllOnesValue()) {
4224             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
4225             return BinaryOperator::createSub(
4226                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
4227                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
4228                                           Op0I->getOperand(0));
4229           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
4230             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
4231             Constant *C = ConstantInt::get(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
4232             return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(0), C);
4233
4234           }
4235         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4236           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
4237           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
4238             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
4239             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
4240             // NewRHS.
4241             Constant *CommonBits = And(Op0CI, RHS);
4242             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
4243                                           ConstantExpr::getNot(CommonBits));
4244             AddToWorkList(Op0I);
4245             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
4246             I.setOperand(1, NewRHS);
4247             return &I;
4248           }
4249         }
4250     }
4251
4252     // Try to fold constant and into select arguments.
4253     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4254       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4255         return R;
4256     if (isa<PHINode>(Op0))
4257       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4258         return NV;
4259   }
4260
4261   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
4262     if (X == Op1)
4263       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4264
4265   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
4266     if (X == Op0)
4267       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
4268
4269   
4270   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
4271   if (Op1I) {
4272     Value *A, *B;
4273     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4274       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
4275         Op1I->swapOperands();
4276         I.swapOperands();
4277         std::swap(Op0, Op1);
4278       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
4279         I.swapOperands();     // Simplified below.
4280         std::swap(Op0, Op1);
4281       }
4282     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4283       if (Op0 == A)                                          // A^(A^B) == B
4284         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4285       else if (Op0 == B)                                     // A^(B^A) == B
4286         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4287     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op1I->hasOneUse()){
4288       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
4289         Op1I->swapOperands();
4290         std::swap(A, B);
4291       }
4292       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
4293         I.swapOperands();     // Simplified below.
4294         std::swap(Op0, Op1);
4295       }
4296     }
4297   }
4298   
4299   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
4300   if (Op0I) {
4301     Value *A, *B;
4302     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()) {
4303       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
4304         std::swap(A, B);
4305       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
4306         Instruction *NotB =
4307           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(Op1, "tmp"), I);
4308         return BinaryOperator::createAnd(A, NotB);
4309       }
4310     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4311       if (Op1 == A)                                          // (A^B)^A == B
4312         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4313       else if (Op1 == B)                                     // (B^A)^A == B
4314         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4315     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()){
4316       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
4317         std::swap(A, B);
4318       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
4319           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
4320         Instruction *N =
4321           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(A, "tmp"), I);
4322         return BinaryOperator::createAnd(N, Op1);
4323       }
4324     }
4325   }
4326   
4327   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
4328   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
4329       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
4330       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
4331       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
4332     Instruction *NewOp =
4333       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(Op0I->getOperand(0),
4334                                                     Op1I->getOperand(0),
4335                                                     Op0I->getName()), I);
4336     return BinaryOperator::create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
4337                                   Op1I->getOperand(1));
4338   }
4339     
4340   if (Op0I && Op1I) {
4341     Value *A, *B, *C, *D;
4342     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
4343     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4344         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4345       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4346         return BinaryOperator::createXor(A, B);
4347     }
4348     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
4349     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4350         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4351       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4352         return BinaryOperator::createXor(A, B);
4353     }
4354     
4355     // (A & B)^(C & D)
4356     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
4357         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4358         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4359       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
4360       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
4361       if (A == C)
4362         X = A, Y = B, Z = D;
4363       else if (A == D)
4364         X = A, Y = B, Z = C;
4365       else if (B == C)
4366         X = B, Y = A, Z = D;
4367       else if (B == D)
4368         X = B, Y = A, Z = C;
4369       
4370       if (X) {
4371         Instruction *NewOp =
4372         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
4373         return BinaryOperator::createAnd(NewOp, X);
4374       }
4375     }
4376   }
4377     
4378   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4379   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
4380     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4381       return R;
4382
4383   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
4384   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
4385     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4386       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
4387         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4388         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4389             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4390             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4391                               I.getType(), TD) &&
4392             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4393                               I.getType(), TD)) {
4394           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createXor(Op0C->getOperand(0),
4395                                                          Op1C->getOperand(0),
4396                                                          I.getName());
4397           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4398           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4399         }
4400       }
4401   }
4402   return Changed ? &I : 0;
4403 }
4404
4405 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
4406 /// overflowed for this type.
4407 static bool AddWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
4408                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
4409   Result = cast<ConstantInt>(Add(In1, In2));
4410
4411   if (IsSigned)
4412     if (In2->getValue().isNegative())
4413       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
4414     else
4415       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
4416   else
4417     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
4418 }
4419
4420 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
4421 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
4422 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
4423 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
4424   TargetData &TD = IC.getTargetData();
4425   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
4426   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
4427   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
4428
4429   // Build a mask for high order bits.
4430   unsigned IntPtrWidth = TD.getPointerSize()*8;
4431   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-IntPtrWidth);
4432
4433   for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
4434     Value *Op = GEP->getOperand(i);
4435     uint64_t Size = TD.getTypeSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
4436     if (ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
4437       if (OpC->isZero()) continue;
4438       
4439       // Handle a struct index, which adds its field offset to the pointer.
4440       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
4441         Size = TD.getStructLayout(STy)->getElementOffset(OpC->getZExtValue());
4442         
4443         if (ConstantInt *RC = dyn_cast<ConstantInt>(Result))
4444           Result = ConstantInt::get(RC->getValue() + APInt(IntPtrWidth, Size));
4445         else
4446           Result = IC.InsertNewInstBefore(
4447                    BinaryOperator::createAdd(Result,
4448                                              ConstantInt::get(IntPtrTy, Size),
4449                                              GEP->getName()+".offs"), I);
4450         continue;
4451       }
4452       
4453       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
4454       Constant *OC = ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
4455       Scale = ConstantExpr::getMul(OC, Scale);
4456       if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
4457         Result = ConstantExpr::getAdd(RC, Scale);
4458       else {
4459         // Emit an add instruction.
4460         Result = IC.InsertNewInstBefore(
4461            BinaryOperator::createAdd(Result, Scale,
4462                                      GEP->getName()+".offs"), I);
4463       }
4464       continue;
4465     }
4466     // Convert to correct type.
4467     if (Op->getType() != IntPtrTy) {
4468       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
4469         Op = ConstantExpr::getSExt(OpC, IntPtrTy);
4470       else
4471         Op = IC.InsertNewInstBefore(new SExtInst(Op, IntPtrTy,
4472                                                  Op->getName()+".c"), I);
4473     }
4474     if (Size != 1) {
4475       Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
4476       if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op))
4477         Op = ConstantExpr::getMul(OpC, Scale);
4478       else    // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
4479         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createMul(Op, Scale,
4480                                                   GEP->getName()+".idx"), I);
4481     }
4482
4483     // Emit an add instruction.
4484     if (isa<Constant>(Op) && isa<Constant>(Result))
4485       Result = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(Op),
4486                                     cast<Constant>(Result));
4487     else
4488       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(Op, Result,
4489                                                   GEP->getName()+".offs"), I);
4490   }
4491   return Result;
4492 }
4493
4494 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
4495 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
4496 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
4497                                        ICmpInst::Predicate Cond,
4498                                        Instruction &I) {
4499   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
4500
4501   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(RHS))
4502     if (isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType()))
4503       RHS = CI->getOperand(0);
4504
4505   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
4506   if (PtrBase == RHS) {
4507     // As an optimization, we don't actually have to compute the actual value of
4508     // OFFSET if this is a icmp_eq or icmp_ne comparison, just return whether 
4509     // each index is zero or not.
4510     if (Cond == ICmpInst::ICMP_EQ || Cond == ICmpInst::ICMP_NE) {
4511       Instruction *InVal = 0;
4512       gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPLHS);
4513       for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
4514         bool EmitIt = true;
4515         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))) {
4516           if (isa<UndefValue>(C))  // undef index -> undef.
4517             return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
4518           if (C->isNullValue())
4519             EmitIt = false;
4520           else if (TD->getTypeSize(GTI.getIndexedType()) == 0) {
4521             EmitIt = false;  // This is indexing into a zero sized array?
4522           } else if (isa<ConstantInt>(C))
4523             return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
4524                                  ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4525                                                   Cond == ICmpInst::ICMP_NE));
4526         }
4527
4528         if (EmitIt) {
4529           Instruction *Comp =
4530             new ICmpInst(Cond, GEPLHS->getOperand(i),
4531                     Constant::getNullValue(GEPLHS->getOperand(i)->getType()));
4532           if (InVal == 0)
4533             InVal = Comp;
4534           else {
4535             InVal = InsertNewInstBefore(InVal, I);
4536             InsertNewInstBefore(Comp, I);
4537             if (Cond == ICmpInst::ICMP_NE)   // True if any are unequal
4538               InVal = BinaryOperator::createOr(InVal, Comp);
4539             else                              // True if all are equal
4540               InVal = BinaryOperator::createAnd(InVal, Comp);
4541           }
4542         }
4543       }
4544
4545       if (InVal)
4546         return InVal;
4547       else
4548         // No comparison is needed here, all indexes = 0
4549         ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4550                                                 Cond == ICmpInst::ICMP_EQ));
4551     }
4552
4553     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
4554     // the result to fold to a constant!
4555     if (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) {
4556       // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
4557       Value *Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
4558       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
4559                           Constant::getNullValue(Offset->getType()));
4560     }
4561   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
4562     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
4563     // compare the base pointer.
4564     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
4565       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
4566       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
4567                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
4568       if (IndicesTheSame)
4569         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4570           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
4571             IndicesTheSame = false;
4572             break;
4573           }
4574
4575       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
4576       if (IndicesTheSame)
4577         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
4578                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
4579
4580       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
4581       // different, bail out.
4582       return 0;
4583     }
4584
4585     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
4586     bool AllZeros = true;
4587     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4588       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
4589           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
4590         AllZeros = false;
4591         break;
4592       }
4593     if (AllZeros)
4594       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
4595                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
4596
4597     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
4598     AllZeros = true;
4599     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4600       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
4601           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
4602         AllZeros = false;
4603         break;
4604       }
4605     if (AllZeros)
4606       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
4607
4608     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
4609       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
4610       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
4611       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
4612       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4613         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
4614           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
4615                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
4616             // Irreconcilable differences.
4617             NumDifferences = 2;
4618             break;
4619           } else {
4620             if (NumDifferences++) break;
4621             DiffOperand = i;
4622           }
4623         }
4624
4625       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
4626         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
4627                                    ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
4628                                                     isTrueWhenEqual(Cond)));
4629
4630       else if (NumDifferences == 1) {
4631         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
4632         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
4633         // Make sure we do a signed comparison here.
4634         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
4635       }
4636     }
4637
4638     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
4639     // the result to fold to a constant!
4640     if ((isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
4641         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
4642       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
4643       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
4644       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
4645       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
4646     }
4647   }
4648   return 0;
4649 }
4650
4651 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
4652   bool Changed = SimplifyCompare(I);
4653   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4654
4655   // Fold trivial predicates.
4656   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4657     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Type::Int1Ty));
4658   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4659     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4660   
4661   // Simplify 'fcmp pred X, X'
4662   if (Op0 == Op1) {
4663     switch (I.getPredicate()) {
4664     default: assert(0 && "Unknown predicate!");
4665     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
4666     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
4667     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
4668       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4669     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
4670     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
4671     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
4672       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
4673       
4674     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
4675     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
4676     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
4677     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
4678       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
4679       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
4680       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
4681       return &I;
4682       
4683     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
4684     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
4685     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
4686     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
4687       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
4688       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
4689       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
4690       return &I;
4691     }
4692   }
4693     
4694   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
4695     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
4696
4697   // Handle fcmp with constant RHS
4698   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
4699     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
4700       switch (LHSI->getOpcode()) {
4701       case Instruction::PHI:
4702         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4703           return NV;
4704         break;
4705       case Instruction::Select:
4706         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
4707         // comparison into the select arms, which will cause one to be
4708         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
4709         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
4710         if (LHSI->hasOneUse()) {
4711           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
4712             // Fold the known value into the constant operand.
4713             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
4714             // Insert a new FCmp of the other select operand.
4715             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
4716                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
4717                                                       I.getName()), I);
4718           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
4719             // Fold the known value into the constant operand.
4720             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
4721             // Insert a new FCmp of the other select operand.
4722             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
4723                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
4724                                                       I.getName()), I);
4725           }
4726         }
4727
4728         if (Op1)
4729           return new SelectInst(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
4730         break;
4731       }
4732   }
4733
4734   return Changed ? &I : 0;
4735 }
4736
4737 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
4738   bool Changed = SimplifyCompare(I);
4739   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4740   const Type *Ty = Op0->getType();
4741
4742   // icmp X, X
4743   if (Op0 == Op1)
4744     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4745                                                    isTrueWhenEqual(I)));
4746
4747   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
4748     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
4749
4750   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
4751   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
4752   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
4753        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
4754       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
4755        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
4756     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4757                                                    !isTrueWhenEqual(I)));
4758
4759   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
4760   if (Ty == Type::Int1Ty) {
4761     switch (I.getPredicate()) {
4762     default: assert(0 && "Invalid icmp instruction!");
4763     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq bool %A, %B -> ~(A^B)
4764       Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
4765       InsertNewInstBefore(Xor, I);
4766       return BinaryOperator::createNot(Xor);
4767     }
4768     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq bool %A, %B -> A^B
4769       return BinaryOperator::createXor(Op0, Op1);
4770
4771     case ICmpInst::ICMP_UGT:
4772     case ICmpInst::ICMP_SGT:
4773       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp gt -> icmp lt
4774       // FALL THROUGH
4775     case ICmpInst::ICMP_ULT:
4776     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp lt bool A, B -> ~X & Y
4777       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
4778       InsertNewInstBefore(Not, I);
4779       return BinaryOperator::createAnd(Not, Op1);
4780     }
4781     case ICmpInst::ICMP_UGE:
4782     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4783       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ge -> icmp le
4784       // FALL THROUGH
4785     case ICmpInst::ICMP_ULE:
4786     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp le bool %A, %B -> ~A | B
4787       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
4788       InsertNewInstBefore(Not, I);
4789       return BinaryOperator::createOr(Not, Op1);
4790     }
4791     }
4792   }
4793
4794   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
4795   // can be folded into the comparison.
4796   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4797     switch (I.getPredicate()) {
4798     default: break;
4799     case ICmpInst::ICMP_ULT:                        // A <u MIN -> FALSE
4800       if (CI->isMinValue(false))
4801         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4802       if (CI->isMaxValue(false))                    // A <u MAX -> A != MAX
4803         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0,Op1);
4804       if (isMinValuePlusOne(CI,false))              // A <u MIN+1 -> A == MIN
4805         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
4806       // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
4807       if (CI->isMinValue(true))
4808         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
4809                             ConstantInt::getAllOnesValue(Op0->getType()));
4810           
4811       break;
4812
4813     case ICmpInst::ICMP_SLT:
4814       if (CI->isMinValue(true))                    // A <s MIN -> FALSE
4815         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4816       if (CI->isMaxValue(true))                    // A <s MAX -> A != MAX
4817         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4818       if (isMinValuePlusOne(CI,true))              // A <s MIN+1 -> A == MIN
4819         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
4820       break;
4821
4822     case ICmpInst::ICMP_UGT:
4823       if (CI->isMaxValue(false))                  // A >u MAX -> FALSE
4824         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4825       if (CI->isMinValue(false))                  // A >u MIN -> A != MIN
4826         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4827       if (isMaxValueMinusOne(CI, false))          // A >u MAX-1 -> A == MAX
4828         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
4829         
4830       // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
4831       if (CI->isMaxValue(true))
4832         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
4833                             ConstantInt::getNullValue(Op0->getType()));
4834       break;
4835
4836     case ICmpInst::ICMP_SGT:
4837       if (CI->isMaxValue(true))                   // A >s MAX -> FALSE
4838         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4839       if (CI->isMinValue(true))                   // A >s MIN -> A != MIN
4840         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4841       if (isMaxValueMinusOne(CI, true))           // A >s MAX-1 -> A == MAX
4842         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
4843       break;
4844
4845     case ICmpInst::ICMP_ULE:
4846       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
4847         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4848       if (CI->isMinValue(false))                 // A <=u MIN -> A == MIN
4849         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4850       if (isMaxValueMinusOne(CI,false))          // A <=u MAX-1 -> A != MAX
4851         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
4852       break;
4853
4854     case ICmpInst::ICMP_SLE:
4855       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
4856         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4857       if (CI->isMinValue(true))                  // A <=s MIN -> A == MIN
4858         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4859       if (isMaxValueMinusOne(CI,true))           // A <=s MAX-1 -> A != MAX
4860         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
4861       break;
4862
4863     case ICmpInst::ICMP_UGE:
4864       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
4865         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4866       if (CI->isMaxValue(false))                 // A >=u MAX -> A == MAX
4867         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4868       if (isMinValuePlusOne(CI,false))           // A >=u MIN-1 -> A != MIN
4869         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
4870       break;
4871
4872     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4873       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
4874         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4875       if (CI->isMaxValue(true))                  // A >=s MAX -> A == MAX
4876         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4877       if (isMinValuePlusOne(CI,true))            // A >=s MIN-1 -> A != MIN
4878         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
4879       break;
4880     }
4881
4882     // If we still have a icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
4883     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  Since the border cases have
4884     // already been handled above, this requires little checking.
4885     //
4886     switch (I.getPredicate()) {
4887     default: break;
4888     case ICmpInst::ICMP_ULE: 
4889       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, AddOne(CI));
4890     case ICmpInst::ICMP_SLE:
4891       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0, AddOne(CI));
4892     case ICmpInst::ICMP_UGE:
4893       return new ICmpInst( ICmpInst::ICMP_UGT, Op0, SubOne(CI));
4894     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4895       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0, SubOne(CI));
4896     }
4897     
4898     // See if we can fold the comparison based on bits known to be zero or one
4899     // in the input.  If this comparison is a normal comparison, it demands all
4900     // bits, if it is a sign bit comparison, it only demands the sign bit.
4901     
4902     bool UnusedBit;
4903     bool isSignBit = isSignBitCheck(I.getPredicate(), CI, UnusedBit);
4904     
4905     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
4906     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4907     if (SimplifyDemandedBits(Op0, 
4908                              isSignBit ? APInt::getSignBit(BitWidth)
4909                                        : APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4910                              KnownZero, KnownOne, 0))
4911       return &I;
4912         
4913     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
4914     // in.
4915     if ((KnownOne | KnownZero) != 0) {
4916       // Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
4917       // EQ and NE we use unsigned values.
4918       APInt Min(BitWidth, 0), Max(BitWidth, 0);
4919       const APInt& RHSVal = CI->getValue();
4920       if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate())) {
4921         ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
4922                                                Max);
4923       } else {
4924         ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
4925                                                  Max);
4926       }
4927       switch (I.getPredicate()) {  // LE/GE have been folded already.
4928       default: assert(0 && "Unknown icmp opcode!");
4929       case ICmpInst::ICMP_EQ:
4930         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
4931           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4932         break;
4933       case ICmpInst::ICMP_NE:
4934         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
4935           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4936         break;
4937       case ICmpInst::ICMP_ULT:
4938         if (Max.ult(RHSVal))
4939           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4940         if (Min.uge(RHSVal))
4941           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4942         break;
4943       case ICmpInst::ICMP_UGT:
4944         if (Min.ugt(RHSVal))
4945           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4946         if (Max.ule(RHSVal))
4947           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4948         break;
4949       case ICmpInst::ICMP_SLT:
4950         if (Max.slt(RHSVal))
4951           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4952         if (Min.sgt(RHSVal))
4953           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4954         break;
4955       case ICmpInst::ICMP_SGT: 
4956         if (Min.sgt(RHSVal))
4957           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4958         if (Max.sle(RHSVal))
4959           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4960         break;
4961       }
4962     }
4963           
4964     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
4965     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
4966     // instruction can be folded into the icmp 
4967     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
4968       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
4969         return Res;
4970   }
4971
4972   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
4973   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
4974     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
4975       switch (LHSI->getOpcode()) {
4976       case Instruction::GetElementPtr:
4977         if (RHSC->isNullValue()) {
4978           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
4979           bool isAllZeros = true;
4980           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
4981             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
4982                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
4983               isAllZeros = false;
4984               break;
4985             }
4986           if (isAllZeros)
4987             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
4988                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
4989         }
4990         break;
4991
4992       case Instruction::PHI:
4993         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4994           return NV;
4995         break;
4996       case Instruction::Select: {
4997         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
4998         // comparison into the select arms, which will cause one to be
4999         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
5000         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
5001         if (LHSI->hasOneUse()) {
5002           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
5003             // Fold the known value into the constant operand.
5004             Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5005             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5006             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5007                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
5008                                                    I.getName()), I);
5009           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
5010             // Fold the known value into the constant operand.
5011             Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
5012             // Insert a new ICmp of the other select operand.
5013             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
5014                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
5015                                                    I.getName()), I);
5016           }
5017         }
5018
5019         if (Op1)
5020           return new SelectInst(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
5021         break;
5022       }
5023       case Instruction::Malloc:
5024         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
5025         // can assume it is successful and remove the malloc.
5026         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
5027           AddToWorkList(LHSI);
5028           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5029                                                          !isTrueWhenEqual(I)));
5030         }
5031         break;
5032       }
5033   }
5034
5035   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
5036   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
5037     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
5038       return NI;
5039   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
5040     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
5041                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
5042       return NI;
5043
5044   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
5045   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
5046   // now.
5047   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
5048     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
5049         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
5050       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
5051       // operand, where it can often be eliminated completely.
5052       Op0 = CI->getOperand(0);
5053
5054       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
5055       // so eliminate it as well.
5056       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
5057         Op1 = CI2->getOperand(0);
5058
5059       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
5060       if (Op0->getType() != Op1->getType())
5061         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
5062           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
5063         } else {
5064           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
5065           Op1 = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, Op1, Op0->getType(), I);
5066         }
5067       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
5068     }
5069   }
5070   
5071   if (isa<CastInst>(Op0)) {
5072     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
5073     // This comes up when you have code like
5074     //   int X = A < B;
5075     //   if (X) ...
5076     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
5077     // with a constant or another cast from the same type.
5078     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
5079       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
5080         return R;
5081   }
5082   
5083   if (I.isEquality()) {
5084     Value *A, *B, *C, *D;
5085     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
5086       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
5087         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
5088         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
5089                             Constant::getNullValue(A->getType()));
5090       }
5091
5092       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5093         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
5094         if (ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(B))
5095           if (ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D))
5096             if (Op1->hasOneUse()) {
5097               Constant *NC = ConstantInt::get(C1->getValue() ^ C2->getValue());
5098               Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(C, NC, "tmp");
5099               return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
5100                                   InsertNewInstBefore(Xor, I));
5101             }
5102         
5103         // A^B == A^D -> B == D
5104         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
5105         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
5106         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
5107         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
5108       }
5109     }
5110     
5111     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
5112         (A == Op0 || B == Op0)) {
5113       // A == (A^B)  ->  B == 0
5114       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
5115       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
5116                           Constant::getNullValue(A->getType()));
5117     }
5118     if (match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op1) {
5119       // (A-B) == A  ->  B == 0
5120       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5121                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5122     }
5123     if (match(Op1, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op0) {
5124       // A == (A-B)  ->  B == 0
5125       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5126                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5127     }
5128     
5129     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
5130     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
5131         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
5132         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5133       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5134       
5135       if (A == C) {
5136         X = B; Y = D; Z = A;
5137       } else if (A == D) {
5138         X = B; Y = C; Z = A;
5139       } else if (B == C) {
5140         X = A; Y = D; Z = B;
5141       } else if (B == D) {
5142         X = A; Y = C; Z = B;
5143       }
5144       
5145       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
5146         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(X, Y, "tmp"), I);
5147         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
5148         I.setOperand(0, Op1);
5149         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
5150         return &I;
5151       }
5152     }
5153   }
5154   return Changed ? &I : 0;
5155 }
5156
5157
5158 /// FoldICmpDivCst - Fold "icmp pred, ([su]div X, DivRHS), CmpRHS" where DivRHS
5159 /// and CmpRHS are both known to be integer constants.
5160 Instruction *InstCombiner::FoldICmpDivCst(ICmpInst &ICI, BinaryOperator *DivI,
5161                                           ConstantInt *DivRHS) {
5162   ConstantInt *CmpRHS = cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
5163   const APInt &CmpRHSV = CmpRHS->getValue();
5164   
5165   // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
5166   // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
5167   // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
5168   // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
5169   // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
5170   // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
5171   // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
5172   // if it finds it. 
5173   bool DivIsSigned = DivI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
5174   if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
5175     return 0;
5176   if (DivRHS->isZero())
5177     return 0; // The ProdOV computation fails on divide by zero.
5178
5179   // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
5180   // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
5181   // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
5182   // instead of computing a divide. 
5183   ConstantInt *Prod = Multiply(CmpRHS, DivRHS);
5184
5185   // Determine if the product overflows by seeing if the product is
5186   // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
5187   // as in the LHS instruction that we're folding. 
5188   bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
5189                  ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != CmpRHS;
5190
5191   // Get the ICmp opcode
5192   ICmpInst::Predicate Pred = ICI.getPredicate();
5193
5194   // Figure out the interval that is being checked.  For example, a comparison
5195   // like "X /u 5 == 0" is really checking that X is in the interval [0, 5). 
5196   // Compute this interval based on the constants involved and the signedness of
5197   // the compare/divide.  This computes a half-open interval, keeping track of
5198   // whether either value in the interval overflows.  After analysis each
5199   // overflow variable is set to 0 if it's corresponding bound variable is valid
5200   // -1 if overflowed off the bottom end, or +1 if overflowed off the top end.
5201   int LoOverflow = 0, HiOverflow = 0;
5202   ConstantInt *LoBound = 0, *HiBound = 0;
5203   
5204   
5205   if (!DivIsSigned) {  // udiv
5206     // e.g. X/5 op 3  --> [15, 20)
5207     LoBound = Prod;
5208     HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
5209     if (!HiOverflow)
5210       HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, false);
5211   } else if (DivRHS->getValue().isPositive()) { // Divisor is > 0.
5212     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
5213       // Can't overflow.  e.g.  X/2 op 0 --> [-1, 2)
5214       LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
5215       HiBound = DivRHS;
5216     } else if (CmpRHSV.isPositive()) {   // (X / pos) op pos
5217       LoBound = Prod;     // e.g.   X/5 op 3 --> [15, 20)
5218       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
5219       if (!HiOverflow)
5220         HiOverflow = AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
5221     } else {                       // (X / pos) op neg
5222       // e.g. X/5 op -3  --> [-15-4, -15+1) --> [-19, -14)
5223       Constant *DivRHSH = ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS));
5224       LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod,
5225                                    cast<ConstantInt>(DivRHSH), true) ? -1 : 0;
5226       HiBound = AddOne(Prod);
5227       HiOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
5228     }
5229   } else {                         // Divisor is < 0.
5230     if (CmpRHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
5231       // e.g. X/-5 op 0  --> [-4, 5)
5232       LoBound = AddOne(DivRHS);
5233       HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
5234       if (HiBound == DivRHS) {     // -INTMIN = INTMIN
5235         HiOverflow = 1;            // [INTMIN+1, overflow)
5236         HiBound = 0;               // e.g. X/INTMIN = 0 --> X > INTMIN
5237       }
5238     } else if (CmpRHSV.isPositive()) {   // (X / neg) op pos
5239       // e.g. X/-5 op 3  --> [-19, -14)
5240       HiOverflow = LoOverflow = ProdOV ? -1 : 0;
5241       if (!LoOverflow)
5242         LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod, AddOne(DivRHS), true) ?-1:0;
5243       HiBound = AddOne(Prod);
5244     } else {                       // (X / neg) op neg
5245       // e.g. X/-5 op -3  --> [15, 20)
5246       LoBound = Prod;
5247       LoOverflow = HiOverflow = ProdOV ? 1 : 0;
5248       HiBound = Subtract(Prod, DivRHS);
5249     }
5250     
5251     // Dividing by a negative swaps the condition.  LT <-> GT
5252     Pred = ICmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
5253   }
5254
5255   Value *X = DivI->getOperand(0);
5256   switch (Pred) {
5257   default: assert(0 && "Unhandled icmp opcode!");
5258   case ICmpInst::ICMP_EQ:
5259     if (LoOverflow && HiOverflow)
5260       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5261     else if (HiOverflow)
5262       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
5263                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
5264     else if (LoOverflow)
5265       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
5266                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
5267     else
5268       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, true, ICI);
5269   case ICmpInst::ICMP_NE:
5270     if (LoOverflow && HiOverflow)
5271       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5272     else if (HiOverflow)
5273       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
5274                           ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
5275     else if (LoOverflow)
5276       return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
5277                           ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5278     else
5279       return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, false, ICI);
5280   case ICmpInst::ICMP_ULT:
5281   case ICmpInst::ICMP_SLT:
5282     if (LoOverflow == +1)   // Low bound is greater than input range.
5283       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5284     if (LoOverflow == -1)   // Low bound is less than input range.
5285       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5286     return new ICmpInst(Pred, X, LoBound);
5287   case ICmpInst::ICMP_UGT:
5288   case ICmpInst::ICMP_SGT:
5289     if (HiOverflow == +1)       // High bound greater than input range.
5290       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5291     else if (HiOverflow == -1)  // High bound less than input range.
5292       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5293     if (Pred == ICmpInst::ICMP_UGT)
5294       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5295     else
5296       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
5297   }
5298 }
5299
5300
5301 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
5302 ///
5303 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
5304                                                           Instruction *LHSI,
5305                                                           ConstantInt *RHS) {
5306   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
5307   
5308   switch (LHSI->getOpcode()) {
5309   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
5310     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
5311       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
5312       // fold the xor.
5313       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0 ||
5314           ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue()) {
5315         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
5316         
5317         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
5318         // the operation, just stop using the Xor.
5319         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
5320           ICI.setOperand(0, CompareVal);
5321           AddToWorkList(LHSI);
5322           return &ICI;
5323         }
5324         
5325         // Was the old condition true if the operand is positive?
5326         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
5327         
5328         // If so, the new one isn't.
5329         isTrueIfPositive ^= true;
5330         
5331         if (isTrueIfPositive)
5332           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal, SubOne(RHS));
5333         else
5334           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal, AddOne(RHS));
5335       }
5336     }
5337     break;
5338   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
5339     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
5340         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
5341       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5342       
5343       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
5344       // and/compare to be the input width without changing the value
5345       // produced, eliminating a cast.
5346       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
5347         // We can do this transformation if either the AND constant does not
5348         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
5349         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
5350         // bit would not work.
5351         if (Cast->hasOneUse() &&
5352             (ICI.isEquality() || AndCST->getValue().isPositive() && 
5353              RHSV.isPositive())) {
5354           uint32_t BitWidth = 
5355             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
5356           APInt NewCST = AndCST->getValue();
5357           NewCST.zext(BitWidth);
5358           APInt NewCI = RHSV;
5359           NewCI.zext(BitWidth);
5360           Instruction *NewAnd = 
5361             BinaryOperator::createAnd(Cast->getOperand(0),
5362                                       ConstantInt::get(NewCST),LHSI->getName());
5363           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5364           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
5365                               ConstantInt::get(NewCI));
5366         }
5367       }
5368       
5369       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
5370       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
5371       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
5372       // access.
5373       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
5374       if (Shift && !Shift->isShift())
5375         Shift = 0;
5376       
5377       ConstantInt *ShAmt;
5378       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
5379       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
5380       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
5381       
5382       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
5383       // into the mask.  This can only happen with signed shift
5384       // rights, as they sign-extend.
5385       if (ShAmt) {
5386         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
5387         if (!CanFold) {
5388           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
5389           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
5390           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
5391           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
5392           
5393           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
5394           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
5395                AndCST->getValue()) == 0)
5396             CanFold = true;
5397         }
5398         
5399         if (CanFold) {
5400           Constant *NewCst;
5401           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5402             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
5403           else
5404             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
5405           
5406           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
5407           // compared.
5408           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != RHS) {
5409             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
5410             // As a special case, check to see if this means that the
5411             // result is always true or false now.
5412             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
5413               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5414             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
5415               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5416           } else {
5417             ICI.setOperand(1, NewCst);
5418             Constant *NewAndCST;
5419             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5420               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
5421             else
5422               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
5423             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
5424             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
5425             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
5426             AddUsesToWorkList(ICI);
5427             return &ICI;
5428           }
5429         }
5430       }
5431       
5432       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
5433       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
5434       // of a loop if Y is invariant and X is not.
5435       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
5436           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
5437           isa<Instruction>(Shift->getOperand(0))) {
5438         // Compute C << Y.
5439         Value *NS;
5440         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
5441           NS = BinaryOperator::createShl(AndCST, 
5442                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
5443         } else {
5444           // Insert a logical shift.
5445           NS = BinaryOperator::createLShr(AndCST,
5446                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
5447         }
5448         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
5449         
5450         // Compute X & (C << Y).
5451         Instruction *NewAnd = 
5452           BinaryOperator::createAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
5453         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5454         
5455         ICI.setOperand(0, NewAnd);
5456         return &ICI;
5457       }
5458     }
5459     break;
5460     
5461   case Instruction::Shl: {       // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
5462     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5463     if (!ShAmt) break;
5464     
5465     uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
5466     
5467     // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
5468     // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
5469     // simplified.
5470     if (ShAmt->uge(TypeBits))
5471       break;
5472     
5473     if (ICI.isEquality()) {
5474       // If we are comparing against bits always shifted out, the
5475       // comparison cannot succeed.
5476       Constant *Comp =
5477         ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt), ShAmt);
5478       if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
5479         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5480         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
5481         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
5482       }
5483       
5484       if (LHSI->hasOneUse()) {
5485         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
5486         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
5487         Constant *Mask =
5488           ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits-ShAmtVal));
5489         
5490         Instruction *AndI =
5491           BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
5492                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
5493         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5494         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
5495                             ConstantInt::get(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
5496       }
5497     }
5498     
5499     // Otherwise, if this is a comparison of the sign bit, simplify to and/test.
5500     bool TrueIfSigned = false;
5501     if (LHSI->hasOneUse() &&
5502         isSignBitCheck(ICI.getPredicate(), RHS, TrueIfSigned)) {
5503       // (X << 31) <s 0  --> (X&1) != 0
5504       Constant *Mask = ConstantInt::get(APInt(TypeBits, 1) <<
5505                                            (TypeBits-ShAmt->getZExtValue()-1));
5506       Instruction *AndI =
5507         BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
5508                                   Mask, LHSI->getName()+".mask");
5509       Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5510       
5511       return new ICmpInst(TrueIfSigned ? ICmpInst::ICMP_NE : ICmpInst::ICMP_EQ,
5512                           And, Constant::getNullValue(And->getType()));
5513     }
5514     break;
5515   }
5516     
5517   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
5518   case Instruction::AShr: {
5519     ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5520     if (!ShAmt) break;
5521
5522     if (ICI.isEquality()) {
5523       // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
5524       // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
5525       // simplified.
5526       uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
5527       if (ShAmt->uge(TypeBits))
5528         break;
5529       uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
5530       
5531       // If we are comparing against bits always shifted out, the
5532       // comparison cannot succeed.
5533       APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
5534       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
5535         Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
5536       else
5537         Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
5538       
5539       if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
5540         bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5541         Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
5542         return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
5543       }
5544       
5545       if (LHSI->hasOneUse() || RHSV == 0) {
5546         // Otherwise strength reduce the shift into an and.
5547         APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
5548         Constant *Mask = ConstantInt::get(Val);
5549         
5550         Instruction *AndI =
5551           BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
5552                                     Mask, LHSI->getName()+".mask");
5553         Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5554         return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
5555                             ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
5556       }
5557     }
5558     break;
5559   }
5560     
5561   case Instruction::SDiv:
5562   case Instruction::UDiv:
5563     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
5564     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
5565     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
5566     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
5567     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
5568     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
5569     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)))
5570       if (Instruction *R = FoldICmpDivCst(ICI, cast<BinaryOperator>(LHSI),
5571                                           DivRHS))
5572         return R;
5573     break;
5574   }
5575   
5576   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
5577   if (ICI.isEquality()) {
5578     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5579     
5580     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
5581     // the second operand is a constant, simplify a bit.
5582     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
5583       switch (BO->getOpcode()) {
5584       case Instruction::SRem:
5585         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
5586         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
5587           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
5588           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
5589             Instruction *NewRem =
5590               BinaryOperator::createURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
5591                                          BO->getName());
5592             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
5593             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem, 
5594                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
5595           }
5596         }
5597         break;
5598       case Instruction::Add:
5599         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
5600         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
5601           if (BO->hasOneUse())
5602             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
5603                                 Subtract(RHS, BOp1C));
5604         } else if (RHSV == 0) {
5605           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
5606           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
5607           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
5608           
5609           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
5610             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
5611           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
5612             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
5613           else if (BO->hasOneUse()) {
5614             Instruction *Neg = BinaryOperator::createNeg(BOp1);
5615             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
5616             Neg->takeName(BO);
5617             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
5618           }
5619         }
5620         break;
5621       case Instruction::Xor:
5622         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
5623         // the explicit xor.
5624         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
5625           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
5626                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
5627         
5628         // FALLTHROUGH
5629       case Instruction::Sub:
5630         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
5631         if (RHSV == 0)
5632           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
5633                               BO->getOperand(1));
5634         break;
5635         
5636       case Instruction::Or:
5637         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
5638         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
5639         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
5640           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
5641           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
5642             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5643                                                              isICMP_NE));
5644         }
5645         break;
5646         
5647       case Instruction::And:
5648         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
5649           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
5650           // comparison can never succeed!
5651           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
5652             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5653                                                              isICMP_NE));
5654           
5655           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
5656           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
5657             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
5658                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
5659                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
5660           
5661           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
5662           if (isSignBit(BOC)) {
5663             Value *X = BO->getOperand(0);
5664             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
5665             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
5666               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
5667             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
5668           }
5669           
5670           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
5671           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
5672             Value *X = BO->getOperand(0);
5673             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
5674             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
5675               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
5676             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
5677           }
5678         }
5679       default: break;
5680       }
5681     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
5682       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
5683       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
5684         AddToWorkList(II);
5685         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
5686         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHSV.byteSwap()));
5687         return &ICI;
5688       }
5689     }
5690   } else {  // Not a ICMP_EQ/ICMP_NE
5691             // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
5692             // then since we know the RHS is a constant, try to simlify.
5693     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(LHSI)) {
5694       Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
5695       const Type *SrcTy = CastOp->getType();
5696       uint32_t SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
5697       if (SrcTy->isInteger() && 
5698           SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5699         // If this is an unsigned comparison, try to make the comparison use
5700         // smaller constant values.
5701         if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSV.isSignBit()) {
5702           // X u< 128 => X s> -1
5703           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CastOp, 
5704                            ConstantInt::get(APInt::getAllOnesValue(SrcTySize)));
5705         } else if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
5706                    RHSV == APInt::getSignedMaxValue(SrcTySize)) {
5707           // X u> 127 => X s< 0
5708           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CastOp, 
5709                               Constant::getNullValue(SrcTy));
5710         }
5711       }
5712     }
5713   }
5714   return 0;
5715 }
5716
5717 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
5718 /// We only handle extending casts so far.
5719 ///
5720 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
5721   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
5722   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
5723   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
5724   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
5725   Value *RHSCIOp;
5726
5727   // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/c) into a compare of the input if the 
5728   // integer type is the same size as the pointer type.
5729   if (LHSCI->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
5730       getTargetData().getPointerSizeInBits() == 
5731          cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth()) {
5732     Value *RHSOp = 0;
5733     if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(ICI.getOperand(1))) {
5734       RHSOp = ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy);
5735     } else if (PtrToIntInst *RHSC = dyn_cast<PtrToIntInst>(ICI.getOperand(1))) {
5736       RHSOp = RHSC->getOperand(0);
5737       // If the pointer types don't match, insert a bitcast.
5738       if (LHSCIOp->getType() != RHSOp->getType())
5739         RHSOp = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, RHSOp,
5740                                  LHSCIOp->getType(), ICI);
5741     }
5742
5743     if (RHSOp)
5744       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSOp);
5745   }
5746   
5747   // The code below only handles extension cast instructions, so far.
5748   // Enforce this.
5749   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
5750       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
5751     return 0;
5752
5753   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
5754   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
5755
5756   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
5757     // Not an extension from the same type?
5758     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
5759     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
5760       return 0;
5761     
5762     // If the signedness of the two compares doesn't agree (i.e. one is a sext
5763     // and the other is a zext), then we can't handle this.
5764     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
5765       return 0;
5766
5767     // Likewise, if the signedness of the [sz]exts and the compare don't match, 
5768     // then we can't handle this.
5769     if (isSignedExt != isSignedCmp && !ICI.isEquality())
5770       return 0;
5771     
5772     // Okay, just insert a compare of the reduced operands now!
5773     return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
5774   }
5775
5776   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
5777   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
5778   if (!CI)
5779     return 0;
5780
5781   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
5782   // reextended to DestTy.
5783   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
5784   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(), Res1, DestTy);
5785
5786   // If the re-extended constant didn't change...
5787   if (Res2 == CI) {
5788     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
5789     // For example, we might have:
5790     //    %A = sext short %X to uint
5791     //    %B = icmp ugt uint %A, 1330
5792     // It is incorrect to transform this into 
5793     //    %B = icmp ugt short %X, 1330 
5794     // because %A may have negative value. 
5795     //
5796     // However, it is OK if SrcTy is bool (See cast-set.ll testcase)
5797     // OR operation is EQ/NE.
5798     if (isSignedExt == isSignedCmp || SrcTy == Type::Int1Ty || ICI.isEquality())
5799       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
5800     else
5801       return 0;
5802   }
5803
5804   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
5805   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
5806
5807   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
5808   // point so handle the ICI.isEquality() cases
5809   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
5810     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5811   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
5812     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5813
5814   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
5815   // should have been folded away previously and not enter in here.
5816   Value *Result;
5817   if (isSignedCmp) {
5818     // We're performing a signed comparison.
5819     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
5820       Result = ConstantInt::getFalse();          // X < (small) --> false
5821     else
5822       Result = ConstantInt::getTrue();           // X < (large) --> true
5823   } else {
5824     // We're performing an unsigned comparison.
5825     if (isSignedExt) {
5826       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
5827       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
5828       Constant *NegOne = ConstantInt::getAllOnesValue(SrcTy);
5829       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHSCIOp,
5830                                    NegOne, ICI.getName()), ICI);
5831     } else {
5832       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
5833       Result = ConstantInt::getTrue();
5834     }
5835   }
5836
5837   // Finally, return the value computed.
5838   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5839       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT) {
5840     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
5841   } else {
5842     assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
5843             ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
5844            "ICmp should be folded!");
5845     if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
5846       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
5847     else
5848       return BinaryOperator::createNot(Result);
5849   }
5850 }
5851
5852 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
5853   return commonShiftTransforms(I);
5854 }
5855
5856 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
5857   return commonShiftTransforms(I);
5858 }
5859
5860 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
5861   return commonShiftTransforms(I);
5862 }
5863
5864 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
5865   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
5866   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5867
5868   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
5869   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
5870   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
5871       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
5872     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
5873   
5874   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
5875     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
5876       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
5877     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
5878       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
5879   }
5880   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
5881     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
5882       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
5883     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
5884       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
5885   }
5886
5887   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
5888   if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)
5889     if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
5890       if (CSI->isAllOnesValue())
5891         return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
5892
5893   // Try to fold constant and into select arguments.
5894   if (isa<Constant>(Op0))
5895     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
5896       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
5897         return R;
5898
5899   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
5900   if (I.isArithmeticShift()) {
5901     if (MaskedValueIsZero(Op0, 
5902           APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()))) {
5903       return BinaryOperator::createLShr(Op0, Op1, I.getName());
5904     }
5905   }
5906
5907   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
5908     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
5909       return Res;
5910   return 0;
5911 }
5912
5913 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
5914                                                BinaryOperator &I) {
5915   bool isLeftShift    = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
5916
5917   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
5918   // purpose is to compute bits we don't care about.
5919   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
5920   APInt KnownZero(TypeBits, 0), KnownOne(TypeBits, 0);
5921   if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(TypeBits),
5922                            KnownZero, KnownOne))
5923     return &I;
5924   
5925   // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
5926   // of a signed value.
5927   //
5928   if (Op1->uge(TypeBits)) {
5929     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
5930       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5931     else {
5932       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
5933       return &I;
5934     }
5935   }
5936   
5937   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
5938   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
5939     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
5940       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
5941         return BinaryOperator::createMul(BO->getOperand(0),
5942                                          ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
5943   
5944   // Try to fold constant and into select arguments.
5945   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
5946     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
5947       return R;
5948   if (isa<PHINode>(Op0))
5949     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5950       return NV;
5951   
5952   if (Op0->hasOneUse()) {
5953     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
5954       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
5955       Value *V1, *V2;
5956       ConstantInt *CC;
5957       switch (Op0BO->getOpcode()) {
5958         default: break;
5959         case Instruction::Add:
5960         case Instruction::And:
5961         case Instruction::Or:
5962         case Instruction::Xor: {
5963           // These operators commute.
5964           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
5965           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
5966               match(Op0BO->getOperand(1),
5967                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
5968             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
5969                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
5970                                             Op0BO->getName());
5971             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
5972             Instruction *X = 
5973               BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
5974                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
5975             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
5976             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
5977             return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(
5978                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
5979           }
5980           
5981           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
5982           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
5983           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
5984               match(Op0BOOp1, 
5985                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),m_ConstantInt(CC))) &&
5986               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse() &&
5987               V2 == Op1) {
5988             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
5989                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
5990                                                      Op0BO->getName());
5991             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
5992             Instruction *XM =
5993               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
5994                                         V1->getName()+".mask");
5995             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
5996             
5997             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
5998           }
5999         }
6000           
6001         // FALL THROUGH.
6002         case Instruction::Sub: {
6003           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
6004           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6005               match(Op0BO->getOperand(0),
6006                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
6007             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6008                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
6009                                                      Op0BO->getName());
6010             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6011             Instruction *X =
6012               BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
6013                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
6014             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
6015             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6016             return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(
6017                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
6018           }
6019           
6020           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
6021           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
6022               match(Op0BO->getOperand(0),
6023                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
6024                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
6025               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
6026                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
6027             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
6028                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
6029                                                      Op0BO->getName());
6030             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
6031             Instruction *XM =
6032               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
6033                                         V1->getName()+".mask");
6034             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
6035             
6036             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
6037           }
6038           
6039           break;
6040         }
6041       }
6042       
6043       
6044       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
6045       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
6046       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
6047         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
6048         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
6049         
6050         switch (Op0BO->getOpcode()) {
6051           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
6052           case Instruction::Add:
6053             isValid = isLeftShift;
6054             break;
6055           case Instruction::Or:
6056           case Instruction::Xor:
6057             highBitSet = false;
6058             break;
6059           case Instruction::And:
6060             highBitSet = true;
6061             break;
6062         }
6063         
6064         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
6065         // by the logical operation, do not perform the transformation.
6066         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
6067         // the constant which would cause it to be modified for this
6068         // operation.
6069         //
6070         if (isValid && !isLeftShift && I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
6071           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
6072         }
6073         
6074         if (isValid) {
6075           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
6076           
6077           Instruction *NewShift =
6078             BinaryOperator::create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
6079           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
6080           NewShift->takeName(Op0BO);
6081           
6082           return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
6083                                         NewRHS);
6084         }
6085       }
6086     }
6087   }
6088   
6089   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
6090   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
6091   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
6092     ShiftOp = 0;
6093   
6094   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
6095     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
6096     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
6097     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
6098     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
6099     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
6100     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
6101     
6102     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
6103     if (AmtSum > TypeBits)
6104       AmtSum = TypeBits;
6105     
6106     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
6107     
6108     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
6109     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
6110       return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), X,
6111                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6112     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
6113                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
6114       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
6115       return BinaryOperator::createLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6116     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
6117                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6118       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
6119       Instruction *Shift =
6120         BinaryOperator::createAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
6121       InsertNewInstBefore(Shift, I);
6122
6123       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6124       return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6125     }
6126     
6127     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
6128     // right.  See if the amounts are equal.
6129     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
6130       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
6131       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6132         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
6133         return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
6134       }
6135       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
6136       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6137         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
6138         return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
6139       }
6140       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
6141       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
6142       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
6143       // generators.
6144       const Type *SExtType = 0;
6145       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
6146       case 1  :
6147       case 8  :
6148       case 16 :
6149       case 32 :
6150       case 64 :
6151       case 128:
6152         SExtType = IntegerType::get(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
6153         break;
6154       default: break;
6155       }
6156       if (SExtType) {
6157         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
6158         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
6159         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
6160       }
6161       // Otherwise, we can't handle it yet.
6162     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
6163       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
6164       
6165       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
6166       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6167         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
6168                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
6169         Instruction *Shift =
6170           BinaryOperator::createShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6171         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6172         
6173         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6174         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6175       }
6176       
6177       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
6178       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6179         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
6180         Instruction *Shift =
6181           BinaryOperator::createLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6182         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6183         
6184         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6185         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6186       }
6187       
6188       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
6189     } else {
6190       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
6191       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
6192
6193       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
6194       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6195         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
6196                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
6197         Instruction *Shift =
6198           BinaryOperator::create(ShiftOp->getOpcode(), X,
6199                                  ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6200         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6201         
6202         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6203         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6204       }
6205       
6206       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
6207       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6208         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
6209         Instruction *Shift =
6210           BinaryOperator::createShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6211         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6212         
6213         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6214         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6215       }
6216       
6217       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
6218     }
6219   }
6220   return 0;
6221 }
6222
6223
6224 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
6225 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
6226 /// X*Scale+Offset.
6227 ///
6228 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
6229                                         int &Offset) {
6230   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
6231   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
6232     Offset = CI->getZExtValue();
6233     Scale  = 0;
6234     return ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
6235   } else if (BinaryOperator *I = dyn_cast<BinaryOperator>(Val)) {
6236     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6237       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
6238         // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
6239         Scale = 1U << RHS->getZExtValue();
6240         Offset = 0;
6241         return I->getOperand(0);
6242       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
6243         // This value is scaled by 'RHS'.
6244         Scale = RHS->getZExtValue();
6245         Offset = 0;
6246         return I->getOperand(0);
6247       } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
6248         // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
6249         // where C1 is divisible by C2.
6250         unsigned SubScale;
6251         Value *SubVal = 
6252           DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
6253         Offset += RHS->getZExtValue();
6254         Scale = SubScale;
6255         return SubVal;
6256       }
6257     }
6258   }
6259
6260   // Otherwise, we can't look past this.
6261   Scale = 1;
6262   Offset = 0;
6263   return Val;
6264 }
6265
6266
6267 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
6268 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
6269 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
6270                                                    AllocationInst &AI) {
6271   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
6272   
6273   // Remove any uses of AI that are dead.
6274   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
6275   
6276   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
6277     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
6278     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
6279       while (UI != E && *UI == User)
6280         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
6281       
6282       ++NumDeadInst;
6283       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
6284       EraseInstFromFunction(*User);
6285     }
6286   }
6287   
6288   // Get the type really allocated and the type casted to.
6289   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
6290   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
6291   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
6292
6293   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
6294   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
6295   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
6296
6297   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
6298   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
6299   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
6300   if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
6301
6302   uint64_t AllocElTySize = TD->getTypeSize(AllocElTy);
6303   uint64_t CastElTySize = TD->getTypeSize(CastElTy);
6304   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
6305
6306   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
6307   // size argument.
6308   unsigned ArraySizeScale;
6309   int ArrayOffset;
6310   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
6311     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
6312  
6313   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
6314   // do the xform.
6315   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
6316       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
6317
6318   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
6319   Value *Amt = 0;
6320   if (Scale == 1) {
6321     Amt = NumElements;
6322   } else {
6323     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
6324     Amt = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Scale);
6325     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
6326       Amt = Multiply(cast<ConstantInt>(NumElements), cast<ConstantInt>(Amt));
6327     // otherwise multiply the amount and the number of elements
6328     else if (Scale != 1) {
6329       Instruction *Tmp = BinaryOperator::createMul(Amt, NumElements, "tmp");
6330       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6331     }
6332   }
6333   
6334   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
6335     Value *Off = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Offset, true);
6336     Instruction *Tmp = BinaryOperator::createAdd(Amt, Off, "tmp");
6337     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6338   }
6339   
6340   AllocationInst *New;
6341   if (isa<MallocInst>(AI))
6342     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6343   else
6344     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6345   InsertNewInstBefore(New, AI);
6346   New->takeName(&AI);
6347   
6348   // If the allocation has multiple uses, insert a cast and change all things
6349   // that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it will
6350   // die soon.
6351   if (!AI.hasOneUse()) {
6352     AddUsesToWorkList(AI);
6353     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
6354     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
6355     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
6356     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
6357     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
6358   }
6359   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
6360 }
6361
6362 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
6363 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
6364 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
6365 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
6366 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
6367 ///
6368 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
6369 /// extension operation if Ty is larger.
6370 static bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
6371                                        unsigned CastOpc, int &NumCastsRemoved) {
6372   // We can always evaluate constants in another type.
6373   if (isa<ConstantInt>(V))
6374     return true;
6375   
6376   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
6377   if (!I) return false;
6378   
6379   const IntegerType *OrigTy = cast<IntegerType>(V->getType());
6380   
6381   // If this is an extension or truncate, we can often eliminate it.
6382   if (isa<TruncInst>(I) || isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
6383     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
6384     // it, and this will remove a cast overall.
6385     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
6386       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
6387       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
6388       // casts first.
6389       if (!isa<CastInst>(I->getOperand(0)))
6390         ++NumCastsRemoved;
6391       return true;
6392     }
6393   }
6394
6395   // We can't extend or shrink something that has multiple uses: doing so would
6396   // require duplicating the instruction in general, which isn't profitable.
6397   if (!I->hasOneUse()) return false;
6398
6399   switch (I->getOpcode()) {
6400   case Instruction::Add:
6401   case Instruction::Sub:
6402   case Instruction::And:
6403   case Instruction::Or:
6404   case Instruction::Xor:
6405     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
6406     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6407                                       NumCastsRemoved) &&
6408            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, CastOpc,
6409                                       NumCastsRemoved);
6410
6411   case Instruction::Shl:
6412     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
6413     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
6414     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6415       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
6416       if (BitWidth < OrigTy->getBitWidth() && 
6417           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
6418         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6419                                           NumCastsRemoved);
6420     }
6421     break;
6422   case Instruction::LShr:
6423     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
6424     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
6425     // already zeros.
6426     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6427       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getBitWidth();
6428       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
6429       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
6430           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
6431             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
6432           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
6433         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, CastOpc,
6434                                           NumCastsRemoved);
6435       }
6436     }
6437     break;
6438   case Instruction::ZExt:
6439   case Instruction::SExt:
6440   case Instruction::Trunc:
6441     // If this is the same kind of case as our original (e.g. zext+zext), we
6442     // can safely replace it.  Note that replacing it does not reduce the number
6443     // of casts in the input.
6444     if (I->getOpcode() == CastOpc)
6445       return true;
6446     
6447     break;
6448   default:
6449     // TODO: Can handle more cases here.
6450     break;
6451   }
6452   
6453   return false;
6454 }
6455
6456 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
6457 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
6458 /// evaluate the expression.
6459 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
6460                                              bool isSigned) {
6461   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
6462     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
6463
6464   // Otherwise, it must be an instruction.
6465   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
6466   Instruction *Res = 0;
6467   switch (I->getOpcode()) {
6468   case Instruction::Add:
6469   case Instruction::Sub:
6470   case Instruction::And:
6471   case Instruction::Or:
6472   case Instruction::Xor:
6473   case Instruction::AShr:
6474   case Instruction::LShr:
6475   case Instruction::Shl: {
6476     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
6477     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
6478     Res = BinaryOperator::create((Instruction::BinaryOps)I->getOpcode(),
6479                                  LHS, RHS, I->getName());
6480     break;
6481   }    
6482   case Instruction::Trunc:
6483   case Instruction::ZExt:
6484   case Instruction::SExt:
6485     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
6486     // just return the source.  There's no need to insert it because it is not
6487     // new.
6488     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
6489       return I->getOperand(0);
6490     
6491     // Otherwise, must be the same type of case, so just reinsert a new one.
6492     Res = CastInst::create(cast<CastInst>(I)->getOpcode(), I->getOperand(0),
6493                            Ty, I->getName());
6494     break;
6495   default: 
6496     // TODO: Can handle more cases here.
6497     assert(0 && "Unreachable!");
6498     break;
6499   }
6500   
6501   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
6502 }
6503
6504 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
6505 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
6506   Value *Src = CI.getOperand(0);
6507
6508   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If it's eliminable we just
6509   // eliminate it now.
6510   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
6511     if (Instruction::CastOps opc = 
6512         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
6513       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
6514       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
6515       return CastInst::create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
6516     }
6517   }
6518
6519   // If we are casting a select then fold the cast into the select
6520   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
6521     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
6522       return NV;
6523
6524   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
6525   if (isa<PHINode>(Src))
6526     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
6527       return NV;
6528   
6529   return 0;
6530 }
6531
6532 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
6533 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
6534   Value *Src = CI.getOperand(0);
6535   
6536   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
6537     // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
6538     // this into a cast of the original pointer!
6539     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
6540       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
6541       // here because the pointer operand is being replaced with another 
6542       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
6543       AddToWorkList(GEP);
6544       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
6545       return &CI;
6546     }
6547     
6548     // If the GEP has a single use, and the base pointer is a bitcast, and the
6549     // GEP computes a constant offset, see if we can convert these three
6550     // instructions into fewer.  This typically happens with unions and other
6551     // non-type-safe code.
6552     if (GEP->hasOneUse() && isa<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))) {
6553       if (GEP->hasAllConstantIndices()) {
6554         // We are guaranteed to get a constant from EmitGEPOffset.
6555         ConstantInt *OffsetV = cast<ConstantInt>(EmitGEPOffset(GEP, CI, *this));
6556         int64_t Offset = OffsetV->getSExtValue();
6557         
6558         // Get the base pointer input of the bitcast, and the type it points to.
6559         Value *OrigBase = cast<BitCastInst>(GEP->getOperand(0))->getOperand(0);
6560         const Type *GEPIdxTy =
6561           cast<PointerType>(OrigBase->getType())->getElementType();
6562         if (GEPIdxTy->isSized()) {
6563           SmallVector<Value*, 8> NewIndices;
6564           
6565           // Start with the index over the outer type.  Note that the type size
6566           // might be zero (even if the offset isn't zero) if the indexed type
6567           // is something like [0 x {int, int}]
6568           const Type *IntPtrTy = TD->getIntPtrType();
6569           int64_t FirstIdx = 0;
6570           if (int64_t TySize = TD->getTypeSize(GEPIdxTy)) {
6571             FirstIdx = Offset/TySize;
6572             Offset %= TySize;
6573           
6574             // Handle silly modulus not returning values values [0..TySize).
6575             if (Offset < 0) {
6576               --FirstIdx;
6577               Offset += TySize;
6578               assert(Offset >= 0);
6579             }
6580             assert((uint64_t)Offset < (uint64_t)TySize &&"Out of range offset");
6581           }
6582           
6583           NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, FirstIdx));
6584
6585           // Index into the types.  If we fail, set OrigBase to null.
6586           while (Offset) {
6587             if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(GEPIdxTy)) {
6588               const StructLayout *SL = TD->getStructLayout(STy);
6589               if (Offset < (int64_t)SL->getSizeInBytes()) {
6590                 unsigned Elt = SL->getElementContainingOffset(Offset);
6591                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Elt));
6592               
6593                 Offset -= SL->getElementOffset(Elt);
6594                 GEPIdxTy = STy->getElementType(Elt);
6595               } else {
6596                 // Otherwise, we can't index into this, bail out.
6597                 Offset = 0;
6598                 OrigBase = 0;
6599               }
6600             } else if (isa<ArrayType>(GEPIdxTy) || isa<VectorType>(GEPIdxTy)) {
6601               const SequentialType *STy = cast<SequentialType>(GEPIdxTy);
6602               if (uint64_t EltSize = TD->getTypeSize(STy->getElementType())) {
6603                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy,Offset/EltSize));
6604                 Offset %= EltSize;
6605               } else {
6606                 NewIndices.push_back(ConstantInt::get(IntPtrTy, 0));
6607               }
6608               GEPIdxTy = STy->getElementType();
6609             } else {
6610               // Otherwise, we can't index into this, bail out.
6611               Offset = 0;
6612               OrigBase = 0;
6613             }
6614           }
6615           if (OrigBase) {
6616             // If we were able to index down into an element, create the GEP
6617             // and bitcast the result.  This eliminates one bitcast, potentially
6618             // two.
6619             Instruction *NGEP = new GetElementPtrInst(OrigBase, 
6620                                                       NewIndices.begin(),
6621                                                       NewIndices.end(), "");
6622             InsertNewInstBefore(NGEP, CI);
6623             NGEP->takeName(GEP);
6624             
6625             if (isa<BitCastInst>(CI))
6626               return new BitCastInst(NGEP, CI.getType());
6627             assert(isa<PtrToIntInst>(CI));
6628             return new PtrToIntInst(NGEP, CI.getType());
6629           }
6630         }
6631       }      
6632     }
6633   }
6634     
6635   return commonCastTransforms(CI);
6636 }
6637
6638
6639
6640 /// Only the TRUNC, ZEXT, SEXT, and BITCAST can both operand and result as
6641 /// integer types. This function implements the common transforms for all those
6642 /// cases.
6643 /// @brief Implement the transforms common to CastInst with integer operands
6644 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
6645   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
6646     return Result;
6647
6648   Value *Src = CI.getOperand(0);
6649   const Type *SrcTy = Src->getType();
6650   const Type *DestTy = CI.getType();
6651   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
6652   uint32_t DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
6653
6654   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
6655   // purpose is to compute bits we don't care about.
6656   APInt KnownZero(DestBitSize, 0), KnownOne(DestBitSize, 0);
6657   if (SimplifyDemandedBits(&CI, APInt::getAllOnesValue(DestBitSize),
6658                            KnownZero, KnownOne))
6659     return &CI;
6660
6661   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
6662   // can't do anything more. 
6663   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
6664   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
6665     return 0;
6666
6667   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
6668   int NumCastsRemoved = 0;
6669   if (!isa<BitCastInst>(CI) &&
6670       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, cast<IntegerType>(DestTy),
6671                                  CI.getOpcode(), NumCastsRemoved)) {
6672     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
6673     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a zero-extension,
6674     // we need to do an AND to maintain the clear top-part of the computation,
6675     // so we require that the input have eliminated at least one cast.  If this
6676     // is a sign extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
6677     // require that two casts have been eliminated.
6678     bool DoXForm;
6679     switch (CI.getOpcode()) {
6680     default:
6681       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
6682       // get here because of the check above.
6683       assert(0 && "Unknown cast type");
6684     case Instruction::Trunc:
6685       DoXForm = true;
6686       break;
6687     case Instruction::ZExt:
6688       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
6689       break;
6690     case Instruction::SExt:
6691       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
6692       break;
6693     }
6694     
6695     if (DoXForm) {
6696       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
6697                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
6698       assert(Res->getType() == DestTy);
6699       switch (CI.getOpcode()) {
6700       default: assert(0 && "Unknown cast type!");
6701       case Instruction::Trunc:
6702       case Instruction::BitCast:
6703         // Just replace this cast with the result.
6704         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
6705       case Instruction::ZExt: {
6706         // We need to emit an AND to clear the high bits.
6707         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
6708         Constant *C = ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
6709                                                             SrcBitSize));
6710         return BinaryOperator::createAnd(Res, C);
6711       }
6712       case Instruction::SExt:
6713         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
6714         return CastInst::create(Instruction::SExt,
6715             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
6716                              CI), DestTy);
6717       }
6718     }
6719   }
6720   
6721   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
6722   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
6723
6724   switch (SrcI->getOpcode()) {
6725   case Instruction::Add:
6726   case Instruction::Mul:
6727   case Instruction::And:
6728   case Instruction::Or:
6729   case Instruction::Xor:
6730     // If we are discarding information, rewrite.
6731     if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
6732       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
6733       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
6734       // only be converting signedness, which is a noop.
6735       if (DestBitSize == SrcBitSize || 
6736           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy,TD) ||
6737           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
6738         Instruction::CastOps opcode = CI.getOpcode();
6739         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
6740         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
6741         return BinaryOperator::create(
6742             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
6743       }
6744     }
6745
6746     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
6747     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
6748         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
6749         Op1 == ConstantInt::getTrue() &&
6750         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
6751       Value *New = InsertOperandCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, &CI);
6752       return BinaryOperator::createXor(New, ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
6753     }
6754     break;
6755   case Instruction::SDiv:
6756   case Instruction::UDiv:
6757   case Instruction::SRem:
6758   case Instruction::URem:
6759     // If we are just changing the sign, rewrite.
6760     if (DestBitSize == SrcBitSize) {
6761       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
6762       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
6763       // only be converting signedness, which is a noop.
6764       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) || 
6765           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
6766         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
6767                                               Op0, DestTy, SrcI);
6768         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
6769                                               Op1, DestTy, SrcI);
6770         return BinaryOperator::create(
6771           cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
6772       }
6773     }
6774     break;
6775
6776   case Instruction::Shl:
6777     // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow 
6778     // changing the size of the shift, UNLESS the shift amount is a 
6779     // constant.  We must not change variable sized shifts to a smaller 
6780     // size, because it is undefined to shift more bits out than exist 
6781     // in the value.
6782     if (DestBitSize == SrcBitSize ||
6783         (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
6784       Instruction::CastOps opcode = (DestBitSize == SrcBitSize ?
6785           Instruction::BitCast : Instruction::Trunc);
6786       Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
6787       Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
6788       return BinaryOperator::createShl(Op0c, Op1c);
6789     }
6790     break;
6791   case Instruction::AShr:
6792     // If this is a signed shr, and if all bits shifted in are about to be
6793     // truncated off, turn it into an unsigned shr to allow greater
6794     // simplifications.
6795     if (DestBitSize < SrcBitSize &&
6796         isa<ConstantInt>(Op1)) {
6797       uint32_t ShiftAmt = cast<ConstantInt>(Op1)->getLimitedValue(SrcBitSize);
6798       if (SrcBitSize > ShiftAmt && SrcBitSize-ShiftAmt >= DestBitSize) {
6799         // Insert the new logical shift right.
6800         return BinaryOperator::createLShr(Op0, Op1);
6801       }
6802     }
6803     break;
6804   }
6805   return 0;
6806 }
6807
6808 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
6809   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
6810     return Result;
6811   
6812   Value *Src = CI.getOperand(0);
6813   const Type *Ty = CI.getType();
6814   uint32_t DestBitWidth = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6815   uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
6816   
6817   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src)) {
6818     switch (SrcI->getOpcode()) {
6819     default: break;
6820     case Instruction::LShr:
6821       // We can shrink lshr to something smaller if we know the bits shifted in
6822       // are already zeros.
6823       if (ConstantInt *ShAmtV = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1))) {
6824         uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
6825         
6826         // Get a mask for the bits shifting in.
6827         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
6828         Value* SrcIOp0 = SrcI->getOperand(0);
6829         if (SrcI->hasOneUse() && MaskedValueIsZero(SrcIOp0, Mask)) {
6830           if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
6831             return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
6832
6833           // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
6834           // shift.
6835           Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcIOp0, Ty, CI);
6836           Value *V2 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcI->getOperand(1),
6837                                        Ty, CI);
6838           return BinaryOperator::createLShr(V1, V2);
6839         }
6840       } else {     // This is a variable shr.
6841         
6842         // Turn 'trunc (lshr X, Y) to bool' into '(X & (1 << Y)) != 0'.  This is
6843         // more LLVM instructions, but allows '1 << Y' to be hoisted if
6844         // loop-invariant and CSE'd.
6845         if (CI.getType() == Type::Int1Ty && SrcI->hasOneUse()) {
6846           Value *One = ConstantInt::get(SrcI->getType(), 1);
6847
6848           Value *V = InsertNewInstBefore(
6849               BinaryOperator::createShl(One, SrcI->getOperand(1),
6850                                      "tmp"), CI);
6851           V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(V,
6852                                                             SrcI->getOperand(0),
6853                                                             "tmp"), CI);
6854           Value *Zero = Constant::getNullValue(V->getType());
6855           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, Zero);
6856         }
6857       }
6858       break;
6859     }
6860   }
6861   
6862   return 0;
6863 }
6864
6865 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
6866   // If one of the common conversion will work ..
6867   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
6868     return Result;
6869
6870   Value *Src = CI.getOperand(0);
6871
6872   // If this is a cast of a cast
6873   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
6874     // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
6875     // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
6876     // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
6877     if (isa<TruncInst>(CSrc)) {
6878       // Get the sizes of the types involved
6879       Value *A = CSrc->getOperand(0);
6880       uint32_t SrcSize = A->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6881       uint32_t MidSize = CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6882       uint32_t DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6883       // If we're actually extending zero bits and the trunc is a no-op
6884       if (MidSize < DstSize && SrcSize == DstSize) {
6885         // Replace both of the casts with an And of the type mask.
6886         APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
6887         Constant *AndConst = ConstantInt::get(AndValue);
6888         Instruction *And = 
6889           BinaryOperator::createAnd(CSrc->getOperand(0), AndConst);
6890         // Unfortunately, if the type changed, we need to cast it back.
6891         if (And->getType() != CI.getType()) {
6892           And->setName(CSrc->getName()+".mask");
6893           InsertNewInstBefore(And, CI);
6894           And = CastInst::createIntegerCast(And, CI.getType(), false/*ZExt*/);
6895         }
6896         return And;
6897       }
6898     }
6899   }
6900
6901   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src)) {
6902     // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
6903     // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
6904     // cast to integer to avoid the comparison.
6905     if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
6906       const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
6907       
6908       // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
6909       // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
6910       if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
6911           (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())){
6912         Value *In = ICI->getOperand(0);
6913         Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
6914                                     In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
6915         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createLShr(In, Sh,
6916                                                         In->getName()+".lobit"),
6917                                  CI);
6918         if (In->getType() != CI.getType())
6919           In = CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(),
6920                                            false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
6921
6922         if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
6923           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
6924           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(In, One,
6925                                                           In->getName()+".not"),
6926                                    CI);
6927         }
6928
6929         return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
6930       }
6931       
6932       
6933       
6934       // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
6935       // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
6936       // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
6937       // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
6938       // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
6939       // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
6940       // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
6941       // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
6942       if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
6943           // This only works for EQ and NE
6944           ICI->isEquality()) {
6945         // If Op1C some other power of two, convert:
6946         uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
6947         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
6948         APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
6949         ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
6950         
6951         APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
6952         if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
6953           bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6954           if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
6955             // (X&4) == 2 --> false
6956             // (X&4) != 2 --> true
6957             Constant *Res = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, isNE);
6958             Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
6959             return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
6960           }
6961           
6962           uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
6963           Value *In = ICI->getOperand(0);
6964           if (ShiftAmt) {
6965             // Perform a logical shr by shiftamt.
6966             // Insert the shift to put the result in the low bit.
6967             In = InsertNewInstBefore(
6968                    BinaryOperator::createLShr(In,
6969                                      ConstantInt::get(In->getType(), ShiftAmt),
6970                                               In->getName()+".lobit"), CI);
6971           }
6972           
6973           if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
6974             Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
6975             In = BinaryOperator::createXor(In, One, "tmp");
6976             InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
6977           }
6978           
6979           if (CI.getType() == In->getType())
6980             return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
6981           else
6982             return CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
6983         }
6984       }
6985     }
6986   }    
6987   return 0;
6988 }
6989
6990 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
6991   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
6992     return I;
6993   
6994   Value *Src = CI.getOperand(0);
6995   
6996   // sext (x <s 0) -> ashr x, 31   -> all ones if signed
6997   // sext (x >s -1) -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
6998   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src)) {
6999     // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
7000     // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
7001     // cast to integer to avoid the comparison.
7002     if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
7003       const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
7004       
7005       // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
7006       // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
7007       if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
7008           (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())){
7009         Value *In = ICI->getOperand(0);
7010         Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
7011                                      In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
7012         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAShr(In, Sh,
7013                                                         In->getName()+".lobit"),
7014                                  CI);
7015         if (In->getType() != CI.getType())
7016           In = CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(),
7017                                            true/*SExt*/, "tmp", &CI);
7018         
7019         if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT)
7020           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(In,
7021                                      In->getName()+".not"), CI);
7022         
7023         return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
7024       }
7025     }
7026   }
7027       
7028   return 0;
7029 }
7030
7031 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(CastInst &CI) {
7032   return commonCastTransforms(CI);
7033 }
7034
7035 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
7036   return commonCastTransforms(CI);
7037 }
7038
7039 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(CastInst &CI) {
7040   return commonCastTransforms(CI);
7041 }
7042
7043 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(CastInst &CI) {
7044   return commonCastTransforms(CI);
7045 }
7046
7047 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
7048   return commonCastTransforms(CI);
7049 }
7050
7051 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
7052   return commonCastTransforms(CI);
7053 }
7054
7055 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(CastInst &CI) {
7056   return commonPointerCastTransforms(CI);
7057 }
7058
7059 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(CastInst &CI) {
7060   return commonCastTransforms(CI);
7061 }
7062
7063 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
7064   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
7065   // otherwise just apply the common ones.
7066   Value *Src = CI.getOperand(0);
7067   const Type *SrcTy = Src->getType();
7068   const Type *DestTy = CI.getType();
7069
7070   if (SrcTy->isInteger() && DestTy->isInteger()) {
7071     if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
7072       return Result;
7073   } else if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
7074     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
7075       return I;
7076   } else {
7077     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
7078       return Result;
7079   }
7080
7081
7082   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
7083   // be replaced by the operand.
7084   if (DestTy == Src->getType())
7085     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
7086
7087   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
7088     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
7089     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
7090     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
7091     
7092     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
7093     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
7094     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
7095       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
7096         return V;
7097     
7098     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent
7099     // to a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate gep.
7100     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
7101     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
7102     unsigned NumZeros = 0;
7103     while (SrcElTy != DstElTy && 
7104            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
7105            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
7106       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
7107       ++NumZeros;
7108     }
7109
7110     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
7111     if (SrcElTy == DstElTy) {
7112       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
7113       return new GetElementPtrInst(Src, Idxs.begin(), Idxs.end(), "", 
7114                                    ((Instruction*) NULL));
7115     }
7116   }
7117
7118   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
7119     if (SVI->hasOneUse()) {
7120       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
7121       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
7122       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
7123           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() == 
7124                 SVI->getType()->getNumElements()) {
7125         CastInst *Tmp;
7126         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
7127         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
7128         // us to eliminate at least one cast.
7129         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
7130              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
7131             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
7132              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
7133           Value *LHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
7134                                                SVI->getOperand(0), DestTy, &CI);
7135           Value *RHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
7136                                                SVI->getOperand(1), DestTy, &CI);
7137           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
7138           // know the vector types match #elts.
7139           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
7140         }
7141       }
7142     }
7143   }
7144   return 0;
7145 }
7146
7147 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
7148 ///   %C = or %A, %B
7149 ///   %D = select %cond, %C, %A
7150 /// into:
7151 ///   %C = select %cond, %B, 0
7152 ///   %D = or %A, %C
7153 ///
7154 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
7155 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
7156 /// equal the other incoming value of the select.
7157 ///
7158 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
7159   switch (I->getOpcode()) {
7160   case Instruction::Add:
7161   case Instruction::Mul:
7162   case Instruction::And:
7163   case Instruction::Or:
7164   case Instruction::Xor:
7165     return 3;              // Can fold through either operand.
7166   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
7167   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
7168   case Instruction::LShr:
7169   case Instruction::AShr:
7170     return 1;
7171   default:
7172     return 0;              // Cannot fold
7173   }
7174 }
7175
7176 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
7177 /// function, return the identity constant that goes into the select.
7178 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
7179   switch (I->getOpcode()) {
7180   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
7181   case Instruction::Add:
7182   case Instruction::Sub:
7183   case Instruction::Or:
7184   case Instruction::Xor:
7185   case Instruction::Shl:
7186   case Instruction::LShr:
7187   case Instruction::AShr:
7188     return Constant::getNullValue(I->getType());
7189   case Instruction::And:
7190     return Constant::getAllOnesValue(I->getType());
7191   case Instruction::Mul:
7192     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
7193   }
7194 }
7195
7196 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
7197 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
7198 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
7199                                           Instruction *FI) {
7200   if (TI->getNumOperands() == 1) {
7201     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
7202     // merge.
7203     if (TI->isCast()) {
7204       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
7205         return 0;
7206     } else {
7207       return 0;  // unknown unary op.
7208     }
7209
7210     // Fold this by inserting a select from the input values.
7211     SelectInst *NewSI = new SelectInst(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
7212                                        FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
7213     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
7214     return CastInst::create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
7215                             TI->getType());
7216   }
7217
7218   // Only handle binary operators here.
7219   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
7220     return 0;
7221
7222   // Figure out if the operations have any operands in common.
7223   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
7224   bool MatchIsOpZero;
7225   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
7226     MatchOp  = TI->getOperand(0);
7227     OtherOpT = TI->getOperand(1);
7228     OtherOpF = FI->getOperand(1);
7229     MatchIsOpZero = true;
7230   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
7231     MatchOp  = TI->getOperand(1);
7232     OtherOpT = TI->getOperand(0);
7233     OtherOpF = FI->getOperand(0);
7234     MatchIsOpZero = false;
7235   } else if (!TI->isCommutative()) {
7236     return 0;
7237   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
7238     MatchOp  = TI->getOperand(0);
7239     OtherOpT = TI->getOperand(1);
7240     OtherOpF = FI->getOperand(0);
7241     MatchIsOpZero = true;
7242   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
7243     MatchOp  = TI->getOperand(1);
7244     OtherOpT = TI->getOperand(0);
7245     OtherOpF = FI->getOperand(1);
7246     MatchIsOpZero = true;
7247   } else {
7248     return 0;
7249   }
7250
7251   // If we reach here, they do have operations in common.
7252   SelectInst *NewSI = new SelectInst(SI.getCondition(), OtherOpT,
7253                                      OtherOpF, SI.getName()+".v");
7254   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
7255
7256   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
7257     if (MatchIsOpZero)
7258       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
7259     else
7260       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
7261   }
7262   assert(0 && "Shouldn't get here");
7263   return 0;
7264 }
7265
7266 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
7267   Value *CondVal = SI.getCondition();
7268   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
7269   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
7270
7271   // select true, X, Y  -> X
7272   // select false, X, Y -> Y
7273   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
7274     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
7275
7276   // select C, X, X -> X
7277   if (TrueVal == FalseVal)
7278     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7279
7280   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
7281     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7282   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
7283     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7284   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
7285     if (isa<Constant>(TrueVal))
7286       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7287     else
7288       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7289   }
7290
7291   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
7292     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
7293       if (C->getZExtValue()) {
7294         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
7295         return BinaryOperator::createOr(CondVal, FalseVal);
7296       } else {
7297         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
7298         Value *NotCond =
7299           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7300                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
7301         return BinaryOperator::createAnd(NotCond, FalseVal);
7302       }
7303     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
7304       if (C->getZExtValue() == false) {
7305         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
7306         return BinaryOperator::createAnd(CondVal, TrueVal);
7307       } else {
7308         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
7309         Value *NotCond =
7310           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7311                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
7312         return BinaryOperator::createOr(NotCond, TrueVal);
7313       }
7314     }
7315   }
7316
7317   // Selecting between two integer constants?
7318   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
7319     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
7320       // select C, 1, 0 -> zext C to int
7321       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
7322         return CastInst::create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
7323       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
7324         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
7325         Value *NotCond =
7326           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7327                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
7328         return CastInst::create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
7329       }
7330       
7331       // FIXME: Turn select 0/-1 and -1/0 into sext from condition!
7332
7333       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
7334
7335         // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31
7336         if (TrueValC->isAllOnesValue() && FalseValC->isZero())
7337           if (ConstantInt *CmpCst = dyn_cast<ConstantInt>(IC->getOperand(1))) {
7338             if (IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && CmpCst->isZero()) {
7339               // The comparison constant and the result are not neccessarily the
7340               // same width. Make an all-ones value by inserting a AShr.
7341               Value *X = IC->getOperand(0);
7342               uint32_t Bits = X->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7343               Constant *ShAmt = ConstantInt::get(X->getType(), Bits-1);
7344               Instruction *SRA = BinaryOperator::create(Instruction::AShr, X,
7345                                                         ShAmt, "ones");
7346               InsertNewInstBefore(SRA, SI);
7347               
7348               // Finally, convert to the type of the select RHS.  We figure out
7349               // if this requires a SExt, Trunc or BitCast based on the sizes.
7350               Instruction::CastOps opc = Instruction::BitCast;
7351               uint32_t SRASize = SRA->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7352               uint32_t SISize  = SI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7353               if (SRASize < SISize)
7354                 opc = Instruction::SExt;
7355               else if (SRASize > SISize)
7356                 opc = Instruction::Trunc;
7357               return CastInst::create(opc, SRA, SI.getType());
7358             }
7359           }
7360
7361
7362         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
7363         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
7364         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
7365         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
7366         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
7367           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
7368               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
7369             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
7370               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
7371                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
7372                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
7373                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
7374                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
7375                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
7376                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
7377                 // true or false val is the zero.
7378                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
7379                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7380                 Value *V = ICA;
7381                 if (ShouldNotVal)
7382                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::create(
7383                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
7384                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
7385               }
7386       }
7387     }
7388
7389   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
7390   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
7391     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
7392       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
7393       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
7394         // This is not safe in general for floating point:  
7395         // consider X== -0, Y== +0.
7396         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
7397         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
7398         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
7399               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
7400             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
7401              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
7402         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7403       }
7404       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
7405       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
7406         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7407       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7408
7409     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
7410       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
7411       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ) {
7412         // This is not safe in general for floating point:  
7413         // consider X== -0, Y== +0.
7414         // It becomes safe if either operand is a nonzero constant.
7415         ConstantFP *CFPt, *CFPf;
7416         if (((CFPt = dyn_cast<ConstantFP>(TrueVal)) &&
7417               !CFPt->getValueAPF().isZero()) ||
7418             ((CFPf = dyn_cast<ConstantFP>(FalseVal)) &&
7419              !CFPf->getValueAPF().isZero()))
7420           return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7421       }
7422       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
7423       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
7424         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7425       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7426     }
7427   }
7428
7429   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
7430   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal)) {
7431     if (ICI->getOperand(0) == TrueVal && ICI->getOperand(1) == FalseVal) {
7432       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
7433       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7434         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7435       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
7436       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7437         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7438       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7439
7440     } else if (ICI->getOperand(0) == FalseVal && ICI->getOperand(1) == TrueVal){
7441       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
7442       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7443         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7444       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
7445       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7446         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7447       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7448     }
7449   }
7450
7451   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
7452     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
7453       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
7454         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
7455
7456         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
7457         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
7458           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
7459             return IV;
7460
7461         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
7462         // even legal for FP.
7463         if (TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
7464             FI->getOpcode() == Instruction::Add) {
7465           AddOp = FI; SubOp = TI;
7466         } else if (FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
7467                    TI->getOpcode() == Instruction::Add) {
7468           AddOp = TI; SubOp = FI;
7469         }
7470
7471         if (AddOp) {
7472           Value *OtherAddOp = 0;
7473           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
7474             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
7475           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
7476             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
7477           }
7478
7479           if (OtherAddOp) {
7480             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
7481             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
7482             Value *NegVal;  // Compute -Z
7483             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
7484               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
7485             } else {
7486               NegVal = InsertNewInstBefore(
7487                     BinaryOperator::createNeg(SubOp->getOperand(1), "tmp"), SI);
7488             }
7489
7490             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
7491             Value *NewFalseOp = NegVal;
7492             if (AddOp != TI)
7493               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
7494             Instruction *NewSel =
7495               new SelectInst(CondVal, NewTrueOp,NewFalseOp,SI.getName()+".p");
7496
7497             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7498             return BinaryOperator::createAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
7499           }
7500         }
7501       }
7502
7503   // See if we can fold the select into one of our operands.
7504   if (SI.getType()->isInteger()) {
7505     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
7506     // transformation we are doing here.
7507     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
7508       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
7509           !isa<Constant>(FalseVal))
7510         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
7511           unsigned OpToFold = 0;
7512           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
7513             OpToFold = 1;
7514           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
7515             OpToFold = 2;
7516           }
7517
7518           if (OpToFold) {
7519             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
7520             Instruction *NewSel =
7521               new SelectInst(SI.getCondition(), TVI->getOperand(2-OpToFold), C);
7522             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7523             NewSel->takeName(TVI);
7524             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
7525               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
7526             else {
7527               assert(0 && "Unknown instruction!!");
7528             }
7529           }
7530         }
7531
7532     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
7533       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
7534           !isa<Constant>(TrueVal))
7535         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
7536           unsigned OpToFold = 0;
7537           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
7538             OpToFold = 1;
7539           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
7540             OpToFold = 2;
7541           }
7542
7543           if (OpToFold) {
7544             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
7545             Instruction *NewSel =
7546               new SelectInst(SI.getCondition(), C, FVI->getOperand(2-OpToFold));
7547             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7548             NewSel->takeName(FVI);
7549             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
7550               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
7551             else
7552               assert(0 && "Unknown instruction!!");
7553           }
7554         }
7555   }
7556
7557   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
7558     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
7559     SI.setOperand(1, FalseVal);
7560     SI.setOperand(2, TrueVal);
7561     return &SI;
7562   }
7563
7564   return 0;
7565 }
7566
7567 /// GetOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
7568 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
7569 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
7570 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
7571 static unsigned GetOrEnforceKnownAlignment(Value *V, TargetData *TD,
7572                                            unsigned PrefAlign = 0) {
7573   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
7574     unsigned Align = GV->getAlignment();
7575     if (Align == 0 && TD) 
7576       Align = TD->getPrefTypeAlignment(GV->getType()->getElementType());
7577
7578     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
7579     // of the global.
7580     if (PrefAlign > Align && GV->hasInitializer()) {
7581       GV->setAlignment(PrefAlign);
7582       Align = PrefAlign;
7583     }
7584     return Align;
7585   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
7586     unsigned Align = AI->getAlignment();
7587     if (Align == 0 && TD) {
7588       if (isa<AllocaInst>(AI))
7589         Align = TD->getPrefTypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
7590       else if (isa<MallocInst>(AI)) {
7591         // Malloc returns maximally aligned memory.
7592         Align = TD->getABITypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
7593         Align =
7594           std::max(Align,
7595                    (unsigned)TD->getABITypeAlignment(Type::DoubleTy));
7596         Align =
7597           std::max(Align,
7598                    (unsigned)TD->getABITypeAlignment(Type::Int64Ty));
7599       }
7600     }
7601     
7602     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.  We
7603     // don't do this for malloc, because some systems can't respect the request.
7604     if (PrefAlign > Align && isa<AllocaInst>(AI)) {
7605       AI->setAlignment(PrefAlign);
7606       Align = PrefAlign;
7607     }
7608     return Align;
7609   } else if (isa<BitCastInst>(V) ||
7610              (isa<ConstantExpr>(V) && 
7611               cast<ConstantExpr>(V)->getOpcode() == Instruction::BitCast)) {
7612     return GetOrEnforceKnownAlignment(cast<User>(V)->getOperand(0),
7613                                       TD, PrefAlign);
7614   } else if (User *GEPI = dyn_castGetElementPtr(V)) {
7615     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
7616     bool AllZeroOperands = true;
7617     for (unsigned i = 1, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i)
7618       if (!isa<Constant>(GEPI->getOperand(i)) ||
7619           !cast<Constant>(GEPI->getOperand(i))->isNullValue()) {
7620         AllZeroOperands = false;
7621         break;
7622       }
7623
7624     if (AllZeroOperands) {
7625       // Treat this like a bitcast.
7626       return GetOrEnforceKnownAlignment(GEPI->getOperand(0), TD, PrefAlign);
7627     }
7628
7629     unsigned BaseAlignment = GetOrEnforceKnownAlignment(GEPI->getOperand(0),TD);
7630     if (BaseAlignment == 0) return 0;
7631
7632     // Otherwise, if the base alignment is >= the alignment we expect for the
7633     // base pointer type, then we know that the resultant pointer is aligned at
7634     // least as much as its type requires.
7635     if (!TD) return 0;
7636
7637     const Type *BasePtrTy = GEPI->getOperand(0)->getType();
7638     const PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(BasePtrTy);
7639     unsigned Align = TD->getABITypeAlignment(PtrTy->getElementType());
7640     if (Align <= BaseAlignment) {
7641       const Type *GEPTy = GEPI->getType();
7642       const PointerType *GEPPtrTy = cast<PointerType>(GEPTy);
7643       Align = std::min(Align, (unsigned)
7644                        TD->getABITypeAlignment(GEPPtrTy->getElementType()));
7645       return Align;
7646     }
7647     return 0;
7648   }
7649   return 0;
7650 }
7651
7652
7653 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
7654 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
7655 /// the heavy lifting.
7656 ///
7657 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
7658   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
7659   if (!II) return visitCallSite(&CI);
7660   
7661   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
7662   // visitCallSite.
7663   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
7664     bool Changed = false;
7665
7666     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
7667     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
7668       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
7669
7670       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
7671         if (CI->getZExtValue() == 1) {
7672           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
7673           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
7674           // alignment is sufficient.
7675         }
7676     }
7677
7678     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
7679     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
7680     // into a call to memcpy.
7681     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(II)) {
7682       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
7683         if (GVSrc->isConstant()) {
7684           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
7685           const char *Name;
7686           if (CI.getCalledFunction()->getFunctionType()->getParamType(2) == 
7687               Type::Int32Ty)
7688             Name = "llvm.memcpy.i32";
7689           else
7690             Name = "llvm.memcpy.i64";
7691           Constant *MemCpy = M->getOrInsertFunction(Name,
7692                                      CI.getCalledFunction()->getFunctionType());
7693           CI.setOperand(0, MemCpy);
7694           Changed = true;
7695         }
7696     }
7697
7698     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
7699     // set, update the alignment.
7700     if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
7701       unsigned Alignment1 = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(1), TD);
7702       unsigned Alignment2 = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getOperand(2), TD);
7703       unsigned Align = std::min(Alignment1, Alignment2);
7704       if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Align) {
7705         MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Align));
7706         Changed = true;
7707       }
7708
7709       // If MemCpyInst length is 1/2/4/8 bytes then replace memcpy with
7710       // load/store.
7711       ConstantInt *MemOpLength = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(3));
7712       if (MemOpLength) {
7713         unsigned Size = MemOpLength->getZExtValue();
7714         unsigned Align = cast<ConstantInt>(CI.getOperand(4))->getZExtValue();
7715         PointerType *NewPtrTy = NULL;
7716         // Destination pointer type is always i8 *
7717         // If Size is 8 then use Int64Ty
7718         // If Size is 4 then use Int32Ty
7719         // If Size is 2 then use Int16Ty
7720         // If Size is 1 then use Int8Ty
7721         if (Size && Size <=8 && !(Size&(Size-1)))
7722           NewPtrTy = PointerType::get(IntegerType::get(Size<<3));
7723
7724         if (NewPtrTy) {
7725           Value *Src = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, CI.getOperand(2), NewPtrTy, CI);
7726           Value *Dest = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, CI.getOperand(1), NewPtrTy, CI);
7727           Value *L = new LoadInst(Src, "tmp", false, Align, &CI);
7728           Value *NS = new StoreInst(L, Dest, false, Align, &CI);
7729           CI.replaceAllUsesWith(NS);
7730           Changed = true;
7731           return EraseInstFromFunction(CI);
7732         }
7733       }
7734     } else if (isa<MemSetInst>(MI)) {
7735       unsigned Alignment = GetOrEnforceKnownAlignment(MI->getDest(), TD);
7736       if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Alignment) {
7737         MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Alignment));
7738         Changed = true;
7739       }
7740     }
7741           
7742     if (Changed) return II;
7743   } else {
7744     switch (II->getIntrinsicID()) {
7745     default: break;
7746     case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
7747     case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
7748     case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
7749     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
7750     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
7751       // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
7752       // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
7753       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), TD, 16) >= 16) {
7754         Value *Ptr = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, II->getOperand(1),
7755                                       PointerType::get(II->getType()), CI);
7756         return new LoadInst(Ptr);
7757       }
7758       break;
7759     case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
7760     case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
7761       // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
7762       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(2), TD, 16) >= 16) {
7763         const Type *OpPtrTy = PointerType::get(II->getOperand(1)->getType());
7764         Value *Ptr = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, II->getOperand(2),
7765                                       OpPtrTy, CI);
7766         return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
7767       }
7768       break;
7769     case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
7770     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
7771     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
7772     case Intrinsic::x86_sse2_storel_dq:
7773       // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
7774       if (GetOrEnforceKnownAlignment(II->getOperand(1), TD, 16) >= 16) {
7775         const Type *OpPtrTy = PointerType::get(II->getOperand(2)->getType());
7776         Value *Ptr = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, II->getOperand(1),
7777                                       OpPtrTy, CI);
7778         return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
7779       }
7780       break;
7781       
7782     case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
7783       // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
7784       // we can simplify the input based on that, do so now.
7785       uint64_t UndefElts;
7786       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), 1, 
7787                                                 UndefElts)) {
7788         II->setOperand(1, V);
7789         return II;
7790       }
7791       break;
7792     }
7793       
7794     case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
7795       // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
7796       if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
7797         assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
7798         
7799         // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
7800         bool AllEltsOk = true;
7801         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
7802           if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
7803               !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
7804             AllEltsOk = false;
7805             break;
7806           }
7807         }
7808         
7809         if (AllEltsOk) {
7810           // Cast the input vectors to byte vectors.
7811           Value *Op0 = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, 
7812                                         II->getOperand(1), Mask->getType(), CI);
7813           Value *Op1 = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
7814                                         II->getOperand(2), Mask->getType(), CI);
7815           Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
7816           
7817           // Only extract each element once.
7818           Value *ExtractedElts[32];
7819           memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
7820           
7821           for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
7822             if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
7823               continue;
7824             unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
7825             Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
7826             
7827             if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
7828               Instruction *Elt = 
7829                 new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, Idx&15, "tmp");
7830               InsertNewInstBefore(Elt, CI);
7831               ExtractedElts[Idx] = Elt;
7832             }
7833           
7834             // Insert this value into the result vector.
7835             Result = new InsertElementInst(Result, ExtractedElts[Idx], i,"tmp");
7836             InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
7837           }
7838           return CastInst::create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
7839         }
7840       }
7841       break;
7842
7843     case Intrinsic::stackrestore: {
7844       // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
7845       // happen when variable allocas are DCE'd.
7846       if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
7847         if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
7848           BasicBlock::iterator BI = SS;
7849           if (&*++BI == II)
7850             return EraseInstFromFunction(CI);
7851         }
7852       }
7853       
7854       // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
7855       // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
7856       TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
7857       if (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)) {
7858         BasicBlock::iterator BI = II;
7859         bool CannotRemove = false;
7860         for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
7861           if (isa<AllocaInst>(BI) ||
7862               (isa<CallInst>(BI) && !isa<IntrinsicInst>(BI))) {
7863             CannotRemove = true;
7864             break;
7865           }
7866         }
7867         if (!CannotRemove)
7868           return EraseInstFromFunction(CI);
7869       }
7870       break;
7871     }
7872     }
7873   }
7874
7875   return visitCallSite(II);
7876 }
7877
7878 // InvokeInst simplification
7879 //
7880 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
7881   return visitCallSite(&II);
7882 }
7883
7884 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
7885 //
7886 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
7887   bool Changed = false;
7888
7889   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
7890   // to the arguments of the call/invoke.
7891   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
7892
7893   Value *Callee = CS.getCalledValue();
7894
7895   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
7896     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
7897       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
7898       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
7899       // be unreachable, as the call is undefined.
7900       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
7901                     UndefValue::get(PointerType::get(Type::Int1Ty)), OldCall);
7902       if (!OldCall->use_empty())
7903         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
7904       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
7905         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
7906       return 0;
7907     }
7908
7909   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
7910     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
7911     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
7912     // that we can't modify the CFG here.
7913     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
7914                   UndefValue::get(PointerType::get(Type::Int1Ty)),
7915                   CS.getInstruction());
7916
7917     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
7918       CS.getInstruction()->
7919         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
7920
7921     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
7922       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
7923       new BranchInst(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
7924                      ConstantInt::getTrue(), II);
7925     }
7926     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
7927   }
7928
7929   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Callee))
7930     if (IntrinsicInst *In = dyn_cast<IntrinsicInst>(BC->getOperand(0)))
7931       if (In->getIntrinsicID() == Intrinsic::init_trampoline)
7932         return transformCallThroughTrampoline(CS);
7933
7934   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
7935   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
7936   if (FTy->isVarArg()) {
7937     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
7938     // the call.
7939     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
7940            E = CS.arg_end(); I != E; ++I)
7941       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I)) {
7942         // If this cast does not effect the value passed through the varargs
7943         // area, we can eliminate the use of the cast.
7944         Value *Op = CI->getOperand(0);
7945         if (CI->isLosslessCast()) {
7946           *I = Op;
7947           Changed = true;
7948         }
7949       }
7950   }
7951
7952   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
7953 }
7954
7955 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
7956 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
7957 //
7958 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
7959   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
7960   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
7961   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
7962       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
7963     return false;
7964   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
7965   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
7966
7967   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
7968   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
7969   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
7970   //
7971   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
7972   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
7973
7974   const FunctionType *ActualFT =
7975     cast<FunctionType>(cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType());
7976   
7977   // If the parameter attributes don't match up, don't do the xform.  We don't
7978   // want to lose an sret attribute or something.
7979   if (FT->getParamAttrs() != ActualFT->getParamAttrs())
7980     return false;
7981   
7982   // Check to see if we are changing the return type...
7983   if (OldRetTy != FT->getReturnType()) {
7984     if (Callee->isDeclaration() && !Caller->use_empty() && 
7985         // Conversion is ok if changing from pointer to int of same size.
7986         !(isa<PointerType>(FT->getReturnType()) &&
7987           TD->getIntPtrType() == OldRetTy))
7988       return false;   // Cannot transform this return value.
7989
7990     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
7991     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
7992     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
7993     // the critical edge).  Bail out in this case.
7994     if (!Caller->use_empty())
7995       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
7996         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
7997              UI != E; ++UI)
7998           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
7999             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
8000                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
8001               return false;
8002   }
8003
8004   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
8005   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
8006
8007   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
8008   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
8009     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
8010     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
8011     ConstantInt *c = dyn_cast<ConstantInt>(*AI);
8012     //Some conversions are safe even if we do not have a body.
8013     //Either we can cast directly, or we can upconvert the argument
8014     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
8015       (isa<PointerType>(ParamTy) && isa<PointerType>(ActTy)) ||
8016       (ParamTy->isInteger() && ActTy->isInteger() &&
8017        ParamTy->getPrimitiveSizeInBits() >= ActTy->getPrimitiveSizeInBits()) ||
8018       (c && ParamTy->getPrimitiveSizeInBits() >= ActTy->getPrimitiveSizeInBits()
8019        && c->getValue().isStrictlyPositive());
8020     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
8021
8022     // Most other conversions can be done if we have a body, even if these
8023     // lose information, e.g. int->short.
8024     // Some conversions cannot be done at all, e.g. float to pointer.
8025     // Logic here parallels CastInst::getCastOpcode (the design there
8026     // requires legality checks like this be done before calling it).
8027     if (ParamTy->isInteger()) {
8028       if (const VectorType *VActTy = dyn_cast<VectorType>(ActTy)) {
8029         if (VActTy->getBitWidth() != ParamTy->getPrimitiveSizeInBits())
8030           return false;
8031       }
8032       if (!ActTy->isInteger() && !ActTy->isFloatingPoint() &&
8033           !isa<PointerType>(ActTy))
8034         return false;
8035     } else if (ParamTy->isFloatingPoint()) {
8036       if (const VectorType *VActTy = dyn_cast<VectorType>(ActTy)) {
8037         if (VActTy->getBitWidth() != ParamTy->getPrimitiveSizeInBits())
8038           return false;
8039       }
8040       if (!ActTy->isInteger() && !ActTy->isFloatingPoint())
8041         return false;
8042     } else if (const VectorType *VParamTy = dyn_cast<VectorType>(ParamTy)) {
8043       if (const VectorType *VActTy = dyn_cast<VectorType>(ActTy)) {
8044         if (VActTy->getBitWidth() != VParamTy->getBitWidth())
8045           return false;
8046       }
8047       if (VParamTy->getBitWidth() != ActTy->getPrimitiveSizeInBits())      
8048         return false;
8049     } else if (isa<PointerType>(ParamTy)) {
8050       if (!ActTy->isInteger() && !isa<PointerType>(ActTy))
8051         return false;
8052     } else {
8053       return false;
8054     }
8055   }
8056
8057   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
8058       Callee->isDeclaration())
8059     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body...
8060
8061   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
8062   // inserting cast instructions as necessary...
8063   std::vector<Value*> Args;
8064   Args.reserve(NumActualArgs);
8065
8066   AI = CS.arg_begin();
8067   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
8068     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
8069     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
8070       Args.push_back(*AI);
8071     } else {
8072       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
8073           false, ParamTy, false);
8074       CastInst *NewCast = CastInst::create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
8075       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
8076     }
8077   }
8078
8079   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
8080   // now...
8081   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
8082     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
8083
8084   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
8085   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs)
8086     if (!FT->isVarArg()) {
8087       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
8088            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
8089     } else {
8090       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
8091       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
8092         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
8093         if (PTy != (*AI)->getType()) {
8094           // Must promote to pass through va_arg area!
8095           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
8096                                                                 PTy, false);
8097           Instruction *Cast = CastInst::create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
8098           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
8099           Args.push_back(Cast);
8100         } else {
8101           Args.push_back(*AI);
8102         }
8103       }
8104     }
8105
8106   if (FT->getReturnType() == Type::VoidTy)
8107     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
8108
8109   Instruction *NC;
8110   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
8111     NC = new InvokeInst(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
8112                         Args.begin(), Args.end(), Caller->getName(), Caller);
8113     cast<InvokeInst>(NC)->setCallingConv(II->getCallingConv());
8114   } else {
8115     NC = new CallInst(Callee, Args.begin(), Args.end(),
8116                       Caller->getName(), Caller);
8117     if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
8118       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
8119    cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
8120   }
8121
8122   // Insert a cast of the return type as necessary.
8123   Value *NV = NC;
8124   if (Caller->getType() != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
8125     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
8126       const Type *CallerTy = Caller->getType();
8127       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
8128                                                             CallerTy, false);
8129       NV = NC = CastInst::create(opcode, NC, CallerTy, "tmp");
8130
8131       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
8132       // non-phi, instruction in the normal successor block.
8133       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
8134         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->begin();
8135         while (isa<PHINode>(I)) ++I;
8136         InsertNewInstBefore(NC, *I);
8137       } else {
8138         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
8139         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
8140       }
8141       AddUsersToWorkList(*Caller);
8142     } else {
8143       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
8144     }
8145   }
8146
8147   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
8148     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
8149   Caller->eraseFromParent();
8150   RemoveFromWorkList(Caller);
8151   return true;
8152 }
8153
8154 // transformCallThroughTrampoline - Turn a call to a function created by the
8155 // init_trampoline intrinsic into a direct call to the underlying function.
8156 //
8157 Instruction *InstCombiner::transformCallThroughTrampoline(CallSite CS) {
8158   Value *Callee = CS.getCalledValue();
8159   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
8160   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
8161
8162   IntrinsicInst *Tramp =
8163     cast<IntrinsicInst>(cast<BitCastInst>(Callee)->getOperand(0));
8164
8165   Function *NestF =
8166     cast<Function>(IntrinsicInst::StripPointerCasts(Tramp->getOperand(2)));
8167   const PointerType *NestFPTy = cast<PointerType>(NestF->getType());
8168   const FunctionType *NestFTy = cast<FunctionType>(NestFPTy->getElementType());
8169
8170   if (const ParamAttrsList *NestAttrs = NestFTy->getParamAttrs()) {
8171     unsigned NestIdx = 1;
8172     const Type *NestTy = 0;
8173     uint16_t NestAttr = 0;
8174
8175     // Look for a parameter marked with the 'nest' attribute.
8176     for (FunctionType::param_iterator I = NestFTy->param_begin(),
8177          E = NestFTy->param_end(); I != E; ++NestIdx, ++I)
8178       if (NestAttrs->paramHasAttr(NestIdx, ParamAttr::Nest)) {
8179         // Record the parameter type and any other attributes.
8180         NestTy = *I;
8181         NestAttr = NestAttrs->getParamAttrs(NestIdx);
8182         break;
8183       }
8184
8185     if (NestTy) {
8186       Instruction *Caller = CS.getInstruction();
8187       std::vector<Value*> NewArgs;
8188       NewArgs.reserve(unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin())+1);
8189
8190       // Insert the nest argument into the call argument list, which may
8191       // mean appending it.
8192       {
8193         unsigned Idx = 1;
8194         CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
8195         do {
8196           if (Idx == NestIdx) {
8197             // Add the chain argument.
8198             Value *NestVal = Tramp->getOperand(3);
8199             if (NestVal->getType() != NestTy)
8200               NestVal = new BitCastInst(NestVal, NestTy, "nest", Caller);
8201             NewArgs.push_back(NestVal);
8202           }
8203
8204           if (I == E)
8205             break;
8206
8207           // Add the original argument.
8208           NewArgs.push_back(*I);
8209
8210           ++Idx, ++I;
8211         } while (1);
8212       }
8213
8214       // The trampoline may have been bitcast to a bogus type (FTy).
8215       // Handle this by synthesizing a new function type, equal to FTy
8216       // with the chain parameter inserted.  Likewise for attributes.
8217
8218       const ParamAttrsList *Attrs = FTy->getParamAttrs();
8219       std::vector<const Type*> NewTypes;
8220       ParamAttrsVector NewAttrs;
8221       NewTypes.reserve(FTy->getNumParams()+1);
8222
8223       // Add any function result attributes.
8224       uint16_t Attr = Attrs ? Attrs->getParamAttrs(0) : 0;
8225       if (Attr)
8226         NewAttrs.push_back (ParamAttrsWithIndex::get(0, Attr));
8227
8228       // Insert the chain's type into the list of parameter types, which may
8229       // mean appending it.  Likewise for the chain's attributes.
8230       {
8231         unsigned Idx = 1;
8232         FunctionType::param_iterator I = FTy->param_begin(),
8233           E = FTy->param_end();
8234
8235         do {
8236           if (Idx == NestIdx) {
8237             // Add the chain's type and attributes.
8238             NewTypes.push_back(NestTy);
8239             NewAttrs.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(NestIdx, NestAttr));
8240           }
8241
8242           if (I == E)
8243             break;
8244
8245           // Add the original type and attributes.
8246           NewTypes.push_back(*I);
8247           Attr = Attrs ? Attrs->getParamAttrs(Idx) : 0;
8248           if (Attr)
8249             NewAttrs.push_back
8250               (ParamAttrsWithIndex::get(Idx + (Idx >= NestIdx), Attr));
8251
8252           ++Idx, ++I;
8253         } while (1);
8254       }
8255
8256       // Replace the trampoline call with a direct call.  Let the generic
8257       // code sort out any function type mismatches.
8258       FunctionType *NewFTy =
8259         FunctionType::get(FTy->getReturnType(), NewTypes, FTy->isVarArg(),
8260                           ParamAttrsList::get(NewAttrs));
8261       Constant *NewCallee = NestF->getType() == PointerType::get(NewFTy) ?
8262         NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PointerType::get(NewFTy));
8263
8264       Instruction *NewCaller;
8265       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
8266         NewCaller = new InvokeInst(NewCallee,
8267                                    II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
8268                                    NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
8269                                    Caller->getName(), Caller);
8270         cast<InvokeInst>(NewCaller)->setCallingConv(II->getCallingConv());
8271       } else {
8272         NewCaller = new CallInst(NewCallee, NewArgs.begin(), NewArgs.end(),
8273                                  Caller->getName(), Caller);
8274         if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
8275           cast<CallInst>(NewCaller)->setTailCall();
8276         cast<CallInst>(NewCaller)->
8277           setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
8278       }
8279       if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
8280         Caller->replaceAllUsesWith(NewCaller);
8281       Caller->eraseFromParent();
8282       RemoveFromWorkList(Caller);
8283       return 0;
8284     }
8285   }
8286
8287   // Replace the trampoline call with a direct call.  Since there is no 'nest'
8288   // parameter, there is no need to adjust the argument list.  Let the generic
8289   // code sort out any function type mismatches.
8290   Constant *NewCallee =
8291     NestF->getType() == PTy ? NestF : ConstantExpr::getBitCast(NestF, PTy);
8292   CS.setCalledFunction(NewCallee);
8293   return CS.getInstruction();
8294 }
8295
8296 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
8297 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
8298 /// and a single binop.
8299 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
8300   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
8301   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) ||
8302          isa<CmpInst>(FirstInst));
8303   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
8304   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
8305   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
8306     
8307   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
8308   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
8309   
8310   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
8311   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
8312   for (unsigned i = 0; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
8313     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
8314     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
8315         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
8316         // types or GEP's with different index types.
8317         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
8318         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
8319       return 0;
8320
8321     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
8322     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
8323       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
8324           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
8325         return 0;
8326     
8327     // Keep track of which operand needs a phi node.
8328     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
8329     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
8330   }
8331   
8332   // Otherwise, this is safe to transform, determine if it is profitable.
8333
8334   // If this is a GEP, and if the index (not the pointer) needs a PHI, bail out.
8335   // Indexes are often folded into load/store instructions, so we don't want to
8336   // hide them behind a phi.
8337   if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) && RHSVal == 0)
8338     return 0;
8339   
8340   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
8341   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
8342   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
8343   if (LHSVal == 0) {
8344     NewLHS = new PHINode(LHSType, FirstInst->getOperand(0)->getName()+".pn");
8345     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
8346     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
8347     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
8348     LHSVal = NewLHS;
8349   }
8350   
8351   if (RHSVal == 0) {
8352     NewRHS = new PHINode(RHSType, FirstInst->getOperand(1)->getName()+".pn");
8353     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
8354     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
8355     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
8356     RHSVal = NewRHS;
8357   }
8358   
8359   // Add all operands to the new PHIs.
8360   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8361     if (NewLHS) {
8362       Value *NewInLHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
8363       NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
8364     }
8365     if (NewRHS) {
8366       Value *NewInRHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(1);
8367       NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
8368     }
8369   }
8370     
8371   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
8372     return BinaryOperator::create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
8373   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
8374     return CmpInst::create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), LHSVal, 
8375                            RHSVal);
8376   else {
8377     assert(isa<GetElementPtrInst>(FirstInst));
8378     return new GetElementPtrInst(LHSVal, RHSVal);
8379   }
8380 }
8381
8382 /// isSafeToSinkLoad - Return true if we know that it is safe sink the load out
8383 /// of the block that defines it.  This means that it must be obvious the value
8384 /// of the load is not changed from the point of the load to the end of the
8385 /// block it is in.
8386 ///
8387 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
8388 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
8389 /// to a register.
8390 static bool isSafeToSinkLoad(LoadInst *L) {
8391   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
8392   
8393   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
8394     if (BBI->mayWriteToMemory())
8395       return false;
8396   
8397   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
8398   // profitable to do this xform.
8399   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
8400     bool isAddressTaken = false;
8401     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
8402          UI != E; ++UI) {
8403       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
8404       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
8405         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
8406         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
8407       }
8408       isAddressTaken = true;
8409       break;
8410     }
8411     
8412     if (!isAddressTaken)
8413       return false;
8414   }
8415   
8416   return true;
8417 }
8418
8419
8420 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
8421 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
8422 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
8423 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
8424   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
8425
8426   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
8427   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
8428   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
8429   // code size and simplifying code.
8430   Constant *ConstantOp = 0;
8431   const Type *CastSrcTy = 0;
8432   bool isVolatile = false;
8433   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
8434     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
8435   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
8436     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
8437     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
8438     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
8439     if (ConstantOp == 0)
8440       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
8441   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
8442     isVolatile = LI->isVolatile();
8443     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
8444     // load and the PHI.
8445     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
8446         !isSafeToSinkLoad(LI))
8447       return 0;
8448   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
8449     if (FirstInst->getNumOperands() == 2)
8450       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
8451     // Can't handle general GEPs yet.
8452     return 0;
8453   } else {
8454     return 0;  // Cannot fold this operation.
8455   }
8456
8457   // Check to see if all arguments are the same operation.
8458   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8459     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
8460     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
8461     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
8462       return 0;
8463     if (CastSrcTy) {
8464       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
8465         return 0;  // Cast operation must match.
8466     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
8467       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
8468       // the load and the PHI.
8469       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
8470           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
8471           !isSafeToSinkLoad(LI))
8472         return 0;
8473     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
8474       return 0;
8475     }
8476   }
8477
8478   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
8479   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
8480   PHINode *NewPN = new PHINode(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
8481                                PN.getName()+".in");
8482   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
8483
8484   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
8485   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
8486
8487   // Add all operands to the new PHI.
8488   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8489     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
8490     if (NewInVal != InVal)
8491       InVal = 0;
8492     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
8493   }
8494
8495   Value *PhiVal;
8496   if (InVal) {
8497     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
8498     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
8499     PhiVal = InVal;
8500     delete NewPN;
8501   } else {
8502     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
8503     PhiVal = NewPN;
8504   }
8505
8506   // Insert and return the new operation.
8507   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
8508     return CastInst::create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
8509   else if (isa<LoadInst>(FirstInst))
8510     return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
8511   else if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
8512     return BinaryOperator::create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
8513   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
8514     return CmpInst::create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
8515                            PhiVal, ConstantOp);
8516   else
8517     assert(0 && "Unknown operation");
8518   return 0;
8519 }
8520
8521 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
8522 /// that is dead.
8523 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
8524                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
8525   if (PN->use_empty()) return true;
8526   if (!PN->hasOneUse()) return false;
8527
8528   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
8529   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
8530     return true;
8531   
8532   // Don't scan crazily complex things.
8533   if (PotentiallyDeadPHIs.size() == 16)
8534     return false;
8535
8536   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
8537     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
8538
8539   return false;
8540 }
8541
8542 // PHINode simplification
8543 //
8544 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
8545   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
8546   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
8547   
8548   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
8549     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
8550
8551   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
8552   // reducing code size.
8553   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
8554       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
8555     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
8556       return Result;
8557
8558   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
8559   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
8560   // PHI)... break the cycle.
8561   if (PN.hasOneUse()) {
8562     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
8563     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
8564       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
8565       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
8566       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
8567         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
8568     }
8569    
8570     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
8571     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
8572     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
8573     // common case here is good because the only other things that catch this
8574     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
8575     // late.
8576     if (PHIUser->hasOneUse() &&
8577         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
8578         PHIUser->use_back() == &PN) {
8579       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
8580     }
8581   }
8582
8583   return 0;
8584 }
8585
8586 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
8587                                    Instruction *InsertPoint,
8588                                    InstCombiner *IC) {
8589   unsigned PtrSize = DTy->getPrimitiveSizeInBits();
8590   unsigned VTySize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8591   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
8592   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
8593   // used for address computation.
8594   Instruction::CastOps opcode = 
8595      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
8596       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
8597   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
8598 }
8599
8600
8601 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
8602   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
8603   // Is it 'getelementptr %P, i32 0'  or 'getelementptr %P'
8604   // If so, eliminate the noop.
8605   if (GEP.getNumOperands() == 1)
8606     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
8607
8608   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
8609     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
8610
8611   bool HasZeroPointerIndex = false;
8612   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
8613     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
8614
8615   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
8616     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
8617
8618   // Eliminate unneeded casts for indices.
8619   bool MadeChange = false;
8620   
8621   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
8622   for (unsigned i = 1, e = GEP.getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
8623     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
8624       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(GEP.getOperand(i))) {
8625         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
8626             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
8627           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
8628           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
8629           // is a 32-bit pointer target.
8630           if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
8631             MadeChange = true;
8632             GEP.setOperand(i, CI->getOperand(0));
8633           }
8634         }
8635       }
8636       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
8637       // to what we need.  If the incoming value needs a cast instruction,
8638       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
8639       // obvious.
8640       Value *Op = GEP.getOperand(i);
8641       if (TD->getTypeSize(Op->getType()) > TD->getPointerSize())
8642         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
8643           GEP.setOperand(i, ConstantExpr::getTrunc(C, TD->getIntPtrType()));
8644           MadeChange = true;
8645         } else {
8646           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
8647                                 GEP);
8648           GEP.setOperand(i, Op);
8649           MadeChange = true;
8650         }
8651     }
8652   }
8653   if (MadeChange) return &GEP;
8654
8655   // If this GEP instruction doesn't move the pointer, and if the input operand
8656   // is a bitcast of another pointer, just replace the GEP with a bitcast of the
8657   // real input to the dest type.
8658   if (GEP.hasAllZeroIndices()) {
8659     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(GEP.getOperand(0))) {
8660       // If the bitcast is of an allocation, and the allocation will be
8661       // converted to match the type of the cast, don't touch this.
8662       if (isa<AllocationInst>(BCI->getOperand(0))) {
8663         // See if the bitcast simplifies, if so, don't nuke this GEP yet.
8664         if (Instruction *I = visitBitCast(*BCI)) {
8665           if (I != BCI) {
8666             I->takeName(BCI);
8667             BCI->getParent()->getInstList().insert(BCI, I);
8668             ReplaceInstUsesWith(*BCI, I);
8669           }
8670           return &GEP;
8671         }
8672       }
8673       return new BitCastInst(BCI->getOperand(0), GEP.getType());
8674     }
8675   }
8676   
8677   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
8678   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
8679   // getelementptr instructions into a single instruction.
8680   //
8681   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
8682   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
8683     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
8684
8685   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
8686     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
8687     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
8688     // avoids us creating a TON of code in some cases.
8689     //
8690     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
8691         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
8692       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
8693
8694     SmallVector<Value*, 8> Indices;
8695
8696     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
8697     bool EndsWithSequential = false;
8698     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
8699            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
8700       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
8701
8702     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
8703     if (EndsWithSequential) {
8704       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
8705       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
8706       //
8707       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
8708       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
8709         Sum = GO1;
8710       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
8711         Sum = SO1;
8712       } else {
8713         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
8714         // target's pointer size.
8715         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
8716           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
8717             SO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
8718           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
8719             GO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
8720           } else {
8721             unsigned PS = TD->getPointerSize();
8722             if (TD->getTypeSize(SO1->getType()) == PS) {
8723               // Convert GO1 to SO1's type.
8724               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
8725
8726             } else if (TD->getTypeSize(GO1->getType()) == PS) {
8727               // Convert SO1 to GO1's type.
8728               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
8729             } else {
8730               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
8731               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
8732               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
8733             }
8734           }
8735         }
8736         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
8737           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
8738         else {
8739           Sum = BinaryOperator::createAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
8740           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
8741         }
8742       }
8743
8744       // Recycle the GEP we already have if possible.
8745       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
8746         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
8747         GEP.setOperand(1, Sum);
8748         return &GEP;
8749       } else {
8750         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
8751                        SrcGEPOperands.end()-1);
8752         Indices.push_back(Sum);
8753         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
8754       }
8755     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
8756                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
8757                SrcGEPOperands.size() != 1) {
8758       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
8759       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
8760                      SrcGEPOperands.end());
8761       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
8762     }
8763
8764     if (!Indices.empty())
8765       return new GetElementPtrInst(SrcGEPOperands[0], Indices.begin(),
8766                                    Indices.end(), GEP.getName());
8767
8768   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
8769     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
8770     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
8771
8772     // Scan for nonconstants...
8773     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
8774     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
8775     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
8776       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
8777
8778     if (I == E) {  // If they are all constants...
8779       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV,
8780                                                     &Indices[0],Indices.size());
8781
8782       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
8783       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
8784     }
8785   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
8786     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
8787       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
8788     } else if (HasZeroPointerIndex) {
8789       // transform: GEP (cast [10 x ubyte]* X to [0 x ubyte]*), long 0, ...
8790       // into     : GEP [10 x ubyte]* X, long 0, ...
8791       //
8792       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
8793       //
8794       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
8795       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
8796       if (const ArrayType *XATy =
8797           dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
8798         if (const ArrayType *CATy =
8799             dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
8800           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
8801             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
8802             // to an array of the same type as the destination pointer
8803             // array.  Because the array type is never stepped over (there
8804             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
8805             GEP.setOperand(0, X);
8806             return &GEP;
8807           }
8808     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
8809       // Transform things like:
8810       // %t = getelementptr ubyte* cast ([2 x int]* %str to uint*), uint %V
8811       // into:  %t1 = getelementptr [2 x int*]* %str, int 0, uint %V; cast
8812       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
8813       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
8814       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
8815           TD->getTypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
8816           TD->getTypeSize(ResElTy)) {
8817         Value *Idx[2];
8818         Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8819         Idx[1] = GEP.getOperand(1);
8820         Value *V = InsertNewInstBefore(
8821                new GetElementPtrInst(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName()), GEP);
8822         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
8823         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
8824       }
8825       
8826       // Transform things like:
8827       // getelementptr sbyte* cast ([100 x double]* X to sbyte*), int %tmp
8828       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
8829       // getelementptr [100 x double]* %arr, int 0, int %tmp.2
8830       
8831       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
8832           (ResElTy == Type::Int8Ty || ResElTy == Type::Int8Ty)) {
8833         uint64_t ArrayEltSize =
8834             TD->getTypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
8835         
8836         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
8837         // allow either a mul, shift, or constant here.
8838         Value *NewIdx = 0;
8839         ConstantInt *Scale = 0;
8840         if (ArrayEltSize == 1) {
8841           NewIdx = GEP.getOperand(1);
8842           Scale = ConstantInt::get(NewIdx->getType(), 1);
8843         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
8844           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
8845           Scale = CI;
8846         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
8847           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
8848               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
8849             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
8850             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
8851             Scale = ConstantInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmtVal);
8852             NewIdx = Inst->getOperand(0);
8853           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
8854                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
8855             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
8856             NewIdx = Inst->getOperand(0);
8857           }
8858         }
8859
8860         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
8861         // out, perform the transformation.
8862         if (Scale && Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
8863           if (isa<ConstantInt>(Scale))
8864             Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
8865                                       Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
8866           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
8867             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
8868                                                        true /*SExt*/);
8869             Instruction *Sc = BinaryOperator::createMul(NewIdx, C, "idxscale");
8870             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
8871           }
8872
8873           // Insert the new GEP instruction.
8874           Value *Idx[2];
8875           Idx[0] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8876           Idx[1] = NewIdx;
8877           Instruction *NewGEP =
8878             new GetElementPtrInst(X, Idx, Idx + 2, GEP.getName());
8879           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
8880           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
8881           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
8882         }
8883       }
8884     }
8885   }
8886
8887   return 0;
8888 }
8889
8890 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
8891   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
8892   if (AI.isArrayAllocation())    // Check C != 1
8893     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
8894       const Type *NewTy = 
8895         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
8896       AllocationInst *New = 0;
8897
8898       // Create and insert the replacement instruction...
8899       if (isa<MallocInst>(AI))
8900         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
8901       else {
8902         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
8903         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
8904       }
8905
8906       InsertNewInstBefore(New, AI);
8907
8908       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
8909       // allocas if possible...
8910       //
8911       BasicBlock::iterator It = New;
8912       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
8913
8914       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
8915       // insert our getelementptr instruction...
8916       //
8917       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8918       Value *Idx[2];
8919       Idx[0] = NullIdx;
8920       Idx[1] = NullIdx;
8921       Value *V = new GetElementPtrInst(New, Idx, Idx + 2,
8922                                        New->getName()+".sub", It);
8923
8924       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
8925       // allocation.
8926       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
8927     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
8928       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
8929     }
8930
8931   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
8932   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
8933   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
8934   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() &&
8935       TD->getTypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
8936     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
8937
8938   return 0;
8939 }
8940
8941 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
8942   Value *Op = FI.getOperand(0);
8943
8944   // free undef -> unreachable.
8945   if (isa<UndefValue>(Op)) {
8946     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
8947     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
8948                   UndefValue::get(PointerType::get(Type::Int1Ty)), &FI);
8949     return EraseInstFromFunction(FI);
8950   }
8951   
8952   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
8953   // when lots of inlining happens.
8954   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
8955     return EraseInstFromFunction(FI);
8956   
8957   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
8958   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
8959     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
8960     return &FI;
8961   }
8962   
8963   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
8964   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
8965     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
8966       AddToWorkList(GEPI);
8967       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
8968       return &FI;
8969     }
8970   }
8971   
8972   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
8973   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
8974     if (MI->hasOneUse()) {
8975       EraseInstFromFunction(FI);
8976       return EraseInstFromFunction(*MI);
8977     }
8978
8979   return 0;
8980 }
8981
8982
8983 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
8984 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI,
8985                                         const TargetData *TD) {
8986   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
8987   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
8988
8989   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CI)) {
8990     // Instead of loading constant c string, use corresponding integer value
8991     // directly if string length is small enough.
8992     const std::string &Str = CE->getOperand(0)->getStringValue();
8993     if (!Str.empty()) {
8994       unsigned len = Str.length();
8995       const Type *Ty = cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType();
8996       unsigned numBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
8997       // Replace LI with immediate integer store.
8998       if ((numBits >> 3) == len + 1) {
8999         APInt StrVal(numBits, 0);
9000         APInt SingleChar(numBits, 0);
9001         if (TD->isLittleEndian()) {
9002           for (signed i = len-1; i >= 0; i--) {
9003             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
9004             StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9005           }
9006         } else {
9007           for (unsigned i = 0; i < len; i++) {
9008             SingleChar = (uint64_t) Str[i];
9009                 StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9010           }
9011           // Append NULL at the end.
9012           SingleChar = 0;
9013           StrVal = (StrVal << 8) | SingleChar;
9014         }
9015         Value *NL = ConstantInt::get(StrVal);
9016         return IC.ReplaceInstUsesWith(LI, NL);
9017       }
9018     }
9019   }
9020
9021   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
9022   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
9023     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9024
9025     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
9026          isa<VectorType>(DestPTy)) {
9027       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
9028       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
9029       // constants.
9030       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
9031         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
9032           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
9033             Value *Idxs[2];
9034             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9035             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
9036             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
9037             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9038           }
9039
9040       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
9041             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
9042           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
9043           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
9044           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
9045           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
9046                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
9047
9048         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
9049         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
9050         // the result of the loaded value.
9051         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
9052                                                              CI->getName(),
9053                                                          LI.isVolatile()),LI);
9054         // Now cast the result of the load.
9055         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
9056       }
9057     }
9058   }
9059   return 0;
9060 }
9061
9062 /// isSafeToLoadUnconditionally - Return true if we know that executing a load
9063 /// from this value cannot trap.  If it is not obviously safe to load from the
9064 /// specified pointer, we do a quick local scan of the basic block containing
9065 /// ScanFrom, to determine if the address is already accessed.
9066 static bool isSafeToLoadUnconditionally(Value *V, Instruction *ScanFrom) {
9067   // If it is an alloca it is always safe to load from.
9068   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
9069
9070   // If it is a global variable it is mostly safe to load from.
9071   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
9072     // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
9073     return !isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage();
9074
9075   // Otherwise, be a little bit agressive by scanning the local block where we
9076   // want to check to see if the pointer is already being loaded or stored
9077   // from/to.  If so, the previous load or store would have already trapped,
9078   // so there is no harm doing an extra load (also, CSE will later eliminate
9079   // the load entirely).
9080   BasicBlock::iterator BBI = ScanFrom, E = ScanFrom->getParent()->begin();
9081
9082   while (BBI != E) {
9083     --BBI;
9084
9085     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
9086       if (LI->getOperand(0) == V) return true;
9087     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
9088       if (SI->getOperand(1) == V) return true;
9089
9090   }
9091   return false;
9092 }
9093
9094 /// GetUnderlyingObject - Trace through a series of getelementptrs and bitcasts
9095 /// until we find the underlying object a pointer is referring to or something
9096 /// we don't understand.  Note that the returned pointer may be offset from the
9097 /// input, because we ignore GEP indices.
9098 static Value *GetUnderlyingObject(Value *Ptr) {
9099   while (1) {
9100     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr)) {
9101       if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast ||
9102           CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
9103         Ptr = CE->getOperand(0);
9104       else
9105         return Ptr;
9106     } else if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Ptr)) {
9107       Ptr = BCI->getOperand(0);
9108     } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr)) {
9109       Ptr = GEP->getOperand(0);
9110     } else {
9111       return Ptr;
9112     }
9113   }
9114 }
9115
9116 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
9117   Value *Op = LI.getOperand(0);
9118
9119   // Attempt to improve the alignment.
9120   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Op, TD);
9121   if (KnownAlign > LI.getAlignment())
9122     LI.setAlignment(KnownAlign);
9123
9124   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
9125   if (isa<CastInst>(Op))
9126     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
9127       return Res;
9128
9129   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
9130   if (LI.isVolatile()) return 0;
9131   
9132   if (&LI.getParent()->front() != &LI) {
9133     BasicBlock::iterator BBI = &LI; --BBI;
9134     // If the instruction immediately before this is a store to the same
9135     // address, do a simple form of store->load forwarding.
9136     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
9137       if (SI->getOperand(1) == LI.getOperand(0))
9138         return ReplaceInstUsesWith(LI, SI->getOperand(0));
9139     if (LoadInst *LIB = dyn_cast<LoadInst>(BBI))
9140       if (LIB->getOperand(0) == LI.getOperand(0))
9141         return ReplaceInstUsesWith(LI, LIB);
9142   }
9143
9144   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op))
9145     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI->getOperand(0))) {
9146       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
9147       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
9148       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
9149       // CFG.
9150       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
9151                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
9152       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
9153     }
9154
9155   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
9156     // load null/undef -> undef
9157     if ((C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C))) {
9158       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
9159       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
9160       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
9161       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
9162                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
9163       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
9164     }
9165
9166     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
9167     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
9168       if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
9169         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
9170
9171     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
9172     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op))
9173       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
9174         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
9175           if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
9176             if (Constant *V = 
9177                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
9178               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
9179         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
9180           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
9181           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
9182           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
9183           // CFG.
9184           new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
9185                         Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
9186           return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
9187         }
9188
9189       } else if (CE->isCast()) {
9190         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI, TD))
9191           return Res;
9192       }
9193   }
9194     
9195   // If this load comes from anywhere in a constant global, and if the global
9196   // is all undef or zero, we know what it loads.
9197   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(GetUnderlyingObject(Op))) {
9198     if (GV->isConstant() && GV->hasInitializer()) {
9199       if (GV->getInitializer()->isNullValue())
9200         return ReplaceInstUsesWith(LI, Constant::getNullValue(LI.getType()));
9201       else if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
9202         return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
9203     }
9204   }
9205
9206   if (Op->hasOneUse()) {
9207     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
9208     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
9209     // exposes redundancy in the code.
9210     //
9211     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
9212     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
9213     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
9214     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
9215     // unconditionally.
9216     //
9217     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
9218       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
9219       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
9220           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
9221         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
9222                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
9223         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
9224                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
9225         return new SelectInst(SI->getCondition(), V1, V2);
9226       }
9227
9228       // load (select (cond, null, P)) -> load P
9229       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
9230         if (C->isNullValue()) {
9231           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
9232           return &LI;
9233         }
9234
9235       // load (select (cond, P, null)) -> load P
9236       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
9237         if (C->isNullValue()) {
9238           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
9239           return &LI;
9240         }
9241     }
9242   }
9243   return 0;
9244 }
9245
9246 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
9247 /// when possible.
9248 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
9249   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
9250   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
9251
9252   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
9253   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
9254     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9255
9256     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
9257       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
9258       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
9259       // constants.
9260       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
9261         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
9262           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
9263             Value* Idxs[2];
9264             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
9265             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
9266             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
9267             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
9268           }
9269
9270       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
9271           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
9272                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
9273
9274         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
9275         // the same size.  Instead of casting the pointer before 
9276         // the store, cast the value to be stored.
9277         Value *NewCast;
9278         Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
9279         Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
9280         const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
9281         const Type* CastDstTy = SrcPTy;
9282         if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
9283           if (CastSrcTy->isInteger())
9284             opcode = Instruction::IntToPtr;
9285         } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
9286           if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
9287             opcode = Instruction::PtrToInt;
9288         }
9289         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
9290           NewCast = ConstantExpr::getCast(opcode, C, CastDstTy);
9291         else
9292           NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
9293             CastInst::create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
9294             SI);
9295         return new StoreInst(NewCast, CastOp);
9296       }
9297     }
9298   }
9299   return 0;
9300 }
9301
9302 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
9303   Value *Val = SI.getOperand(0);
9304   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
9305
9306   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
9307     EraseInstFromFunction(SI);
9308     ++NumCombined;
9309     return 0;
9310   }
9311   
9312   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
9313   // alloca dead.
9314   if (Ptr->hasOneUse()) {
9315     if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
9316       EraseInstFromFunction(SI);
9317       ++NumCombined;
9318       return 0;
9319     }
9320     
9321     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
9322       if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) &&
9323           GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
9324         EraseInstFromFunction(SI);
9325         ++NumCombined;
9326         return 0;
9327       }
9328   }
9329
9330   // Attempt to improve the alignment.
9331   unsigned KnownAlign = GetOrEnforceKnownAlignment(Ptr, TD);
9332   if (KnownAlign > SI.getAlignment())
9333     SI.setAlignment(KnownAlign);
9334
9335   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consequtive
9336   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
9337   // situation often occurs with bitfield accesses.
9338   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
9339   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
9340        --ScanInsts) {
9341     --BBI;
9342     
9343     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
9344       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
9345       if (!PrevSI->isVolatile() && PrevSI->getOperand(1) == SI.getOperand(1)) {
9346         ++NumDeadStore;
9347         ++BBI;
9348         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
9349         continue;
9350       }
9351       break;
9352     }
9353     
9354     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
9355     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
9356     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
9357     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
9358       if (LI == Val && LI->getOperand(0) == Ptr && !SI.isVolatile()) {
9359         EraseInstFromFunction(SI);
9360         ++NumCombined;
9361         return 0;
9362       }
9363       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
9364       // may not be dead.
9365       break;
9366     }
9367     
9368     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
9369     if (BBI->mayWriteToMemory())
9370       break;
9371   }
9372   
9373   
9374   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
9375
9376   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
9377   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
9378     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
9379       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
9380       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
9381         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
9382       ++NumCombined;
9383     }
9384     return 0;  // Do not modify these!
9385   }
9386
9387   // store undef, Ptr -> noop
9388   if (isa<UndefValue>(Val)) {
9389     EraseInstFromFunction(SI);
9390     ++NumCombined;
9391     return 0;
9392   }
9393
9394   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
9395   // source instead.
9396   if (isa<CastInst>(Ptr))
9397     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
9398       return Res;
9399   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
9400     if (CE->isCast())
9401       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
9402         return Res;
9403
9404   
9405   // If this store is the last instruction in the basic block, and if the block
9406   // ends with an unconditional branch, try to move it to the successor block.
9407   BBI = &SI; ++BBI;
9408   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
9409     if (BI->isUnconditional())
9410       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
9411         return 0;  // xform done!
9412   
9413   return 0;
9414 }
9415
9416 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
9417 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
9418 /// into a phi node with a store in the successor.
9419 ///
9420 /// Simplify things like:
9421 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
9422 /// into a phi node with a store in the successor.
9423 ///
9424 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
9425   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
9426   
9427   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
9428   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
9429   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
9430   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
9431   
9432   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
9433   // the other predecessor.
9434   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
9435   BasicBlock *OtherBB = 0;
9436   if (*PI != StoreBB)
9437     OtherBB = *PI;
9438   ++PI;
9439   if (PI == pred_end(DestBB))
9440     return false;
9441   
9442   if (*PI != StoreBB) {
9443     if (OtherBB)
9444       return false;
9445     OtherBB = *PI;
9446   }
9447   if (++PI != pred_end(DestBB))
9448     return false;
9449   
9450   
9451   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
9452   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
9453   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
9454   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
9455     return false;
9456   
9457   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
9458   // else' case.  there is an instruction before the branch.
9459   StoreInst *OtherStore = 0;
9460   if (OtherBr->isUnconditional()) {
9461     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
9462     --BBI;
9463     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
9464     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
9465       return false;
9466   } else {
9467     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch. If one of the
9468     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
9469     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
9470         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
9471       return false;
9472     
9473     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
9474     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that
9475     // lives in OtherBB.
9476     for (;; --BBI) {
9477       // Check to see if we find the matching store.
9478       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
9479         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
9480           return false;
9481         break;
9482       }
9483       // If we find something that may be using the stored value, or if we run
9484       // out of instructions, we can't do the xform.
9485       if (isa<LoadInst>(BBI) || BBI->mayWriteToMemory() ||
9486           BBI == OtherBB->begin())
9487         return false;
9488     }
9489     
9490     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
9491     // make sure nothing reads the stored value in StoreBB.
9492     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
9493       // FIXME: This should really be AA driven.
9494       if (isa<LoadInst>(I) || I->mayWriteToMemory())
9495         return false;
9496     }
9497   }
9498   
9499   // Insert a PHI node now if we need it.
9500   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
9501   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
9502     PHINode *PN = new PHINode(MergedVal->getType(), "storemerge");
9503     PN->reserveOperandSpace(2);
9504     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
9505     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
9506     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
9507   }
9508   
9509   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
9510   // insert it.
9511   BBI = DestBB->begin();
9512   while (isa<PHINode>(BBI)) ++BBI;
9513   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
9514                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
9515   
9516   // Nuke the old stores.
9517   EraseInstFromFunction(SI);
9518   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
9519   ++NumCombined;
9520   return true;
9521 }
9522
9523
9524 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
9525   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
9526   Value *X = 0;
9527   BasicBlock *TrueDest;
9528   BasicBlock *FalseDest;
9529   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
9530       !isa<Constant>(X)) {
9531     // Swap Destinations and condition...
9532     BI.setCondition(X);
9533     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
9534     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
9535     return &BI;
9536   }
9537
9538   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
9539   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
9540   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
9541                              TrueDest, FalseDest)))
9542     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
9543          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
9544       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
9545       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
9546       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
9547       NewSCC->takeName(I);
9548       // Swap Destinations and condition...
9549       BI.setCondition(NewSCC);
9550       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
9551       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
9552       RemoveFromWorkList(I);
9553       I->eraseFromParent();
9554       AddToWorkList(NewSCC);
9555       return &BI;
9556     }
9557
9558   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
9559   ICmpInst::Predicate IPred;
9560   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
9561                       TrueDest, FalseDest)))
9562     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
9563          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
9564          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
9565       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
9566       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
9567       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
9568       NewSCC->takeName(I);
9569       // Swap Destinations and condition...
9570       BI.setCondition(NewSCC);
9571       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
9572       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
9573       RemoveFromWorkList(I);
9574       I->eraseFromParent();;
9575       AddToWorkList(NewSCC);
9576       return &BI;
9577     }
9578
9579   return 0;
9580 }
9581
9582 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
9583   Value *Cond = SI.getCondition();
9584   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
9585     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
9586       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
9587         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
9588         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
9589           SI.setOperand(i,ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
9590                                                 AddRHS));
9591         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
9592         AddToWorkList(I);
9593         return &SI;
9594       }
9595   }
9596   return 0;
9597 }
9598
9599 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
9600 /// is to leave as a vector operation.
9601 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
9602   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
9603     return true;
9604   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
9605     if (isConstant) return true;
9606     // If all elts are the same, we can extract.
9607     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
9608     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
9609       if (C->getOperand(i) != Op0)
9610         return false;
9611     return true;
9612   }
9613   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
9614   if (!I) return false;
9615   
9616   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
9617   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
9618   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
9619       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
9620     return true;
9621   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
9622     return true;
9623   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
9624     if (BO->hasOneUse() &&
9625         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
9626          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
9627       return true;
9628   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
9629     if (CI->hasOneUse() &&
9630         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
9631          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
9632       return true;
9633   
9634   return false;
9635 }
9636
9637 /// Read and decode a shufflevector mask.
9638 ///
9639 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
9640 /// elements in the input.
9641 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
9642   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
9643   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
9644     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
9645   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
9646     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
9647
9648   std::vector<unsigned> Result;
9649   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
9650   for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
9651     if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i)))
9652       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
9653     else
9654       Result.push_back(cast<ConstantInt>(CP->getOperand(i))->getZExtValue());
9655   return Result;
9656 }
9657
9658 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
9659 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
9660 /// extracted from the vector.
9661 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
9662   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
9663   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
9664   unsigned Width = PTy->getNumElements();
9665   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
9666     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
9667   
9668   if (isa<UndefValue>(V))
9669     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
9670   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
9671     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
9672   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
9673     return CP->getOperand(EltNo);
9674   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
9675     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
9676     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
9677       return 0;
9678     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
9679     
9680     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
9681     // inserted value.
9682     if (EltNo == IIElt) 
9683       return III->getOperand(1);
9684     
9685     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
9686     // vector input.
9687     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
9688   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
9689     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
9690     if (InEl < Width)
9691       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
9692     else if (InEl < Width*2)
9693       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - Width);
9694     else
9695       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
9696   }
9697   
9698   // Otherwise, we don't know.
9699   return 0;
9700 }
9701
9702 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
9703
9704   // If vector val is undef, replace extract with scalar undef.
9705   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
9706     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
9707
9708   // If vector val is constant 0, replace extract with scalar 0.
9709   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
9710     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
9711   
9712   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
9713     // If vector val is constant with uniform operands, replace EI
9714     // with that operand
9715     Constant *op0 = C->getOperand(0);
9716     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
9717       if (C->getOperand(i) != op0) {
9718         op0 = 0; 
9719         break;
9720       }
9721     if (op0)
9722       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
9723   }
9724   
9725   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
9726   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
9727   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
9728     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
9729     unsigned VectorWidth = 
9730       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
9731       
9732     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
9733     // crashing the code below.
9734     if (IndexVal >= VectorWidth)
9735       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
9736     
9737     // This instruction only demands the single element from the input vector.
9738     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
9739     // property.
9740     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
9741       uint64_t UndefElts;
9742       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
9743                                                 1 << IndexVal,
9744                                                 UndefElts)) {
9745         EI.setOperand(0, V);
9746         return &EI;
9747       }
9748     }
9749     
9750     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
9751       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
9752     
9753     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
9754     // the same number of elements, see if we can find the source element from
9755     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
9756     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
9757       if (const VectorType *VT = 
9758               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
9759         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
9760           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
9761             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
9762     }
9763   }
9764   
9765   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
9766     if (I->hasOneUse()) {
9767       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
9768       // profitable to do so
9769       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
9770         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
9771         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
9772           ExtractElementInst *newEI0 = 
9773             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
9774                                    EI.getName()+".lhs");
9775           ExtractElementInst *newEI1 =
9776             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
9777                                    EI.getName()+".rhs");
9778           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
9779           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
9780           return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
9781         }
9782       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
9783         Value *Ptr = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, I->getOperand(0),
9784                                       PointerType::get(EI.getType()), EI);
9785         GetElementPtrInst *GEP = 
9786           new GetElementPtrInst(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName() + ".gep");
9787         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
9788         return new LoadInst(GEP);
9789       }
9790     }
9791     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
9792       // Extracting the inserted element?
9793       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
9794         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
9795       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
9796       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
9797       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
9798           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
9799         AddUsesToWorkList(EI);
9800         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
9801         return &EI;
9802       }
9803     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
9804       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
9805       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
9806       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
9807         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
9808         Value *Src;
9809         if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements())
9810           Src = SVI->getOperand(0);
9811         else if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements()*2) {
9812           SrcIdx -= SVI->getType()->getNumElements();
9813           Src = SVI->getOperand(1);
9814         } else {
9815           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
9816         }
9817         return new ExtractElementInst(Src, SrcIdx);
9818       }
9819     }
9820   }
9821   return 0;
9822 }
9823
9824 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
9825 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
9826 /// Otherwise, return false.
9827 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
9828                                          std::vector<Constant*> &Mask) {
9829   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
9830          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
9831   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
9832
9833   if (isa<UndefValue>(V)) {
9834     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9835     return true;
9836   } else if (V == LHS) {
9837     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
9838       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
9839     return true;
9840   } else if (V == RHS) {
9841     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
9842       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i+NumElts));
9843     return true;
9844   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
9845     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
9846     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
9847     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
9848     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
9849     
9850     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
9851       return false;
9852     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
9853     
9854     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
9855       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
9856       // transitively ok.
9857       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
9858         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
9859         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::Int32Ty);
9860         return true;
9861       }      
9862     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
9863       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
9864           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
9865         unsigned ExtractedIdx =
9866           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
9867         
9868         // This must be extracting from either LHS or RHS.
9869         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
9870           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
9871           // transitively ok.
9872           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
9873             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
9874             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
9875               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
9876                  ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
9877             } else {
9878               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
9879               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
9880                 ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
9881               
9882             }
9883             return true;
9884           }
9885         }
9886       }
9887     }
9888   }
9889   // TODO: Handle shufflevector here!
9890   
9891   return false;
9892 }
9893
9894 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
9895 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
9896 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
9897 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
9898                                      Value *&RHS) {
9899   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
9900          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
9901          "Invalid shuffle!");
9902   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
9903
9904   if (isa<UndefValue>(V)) {
9905     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9906     return V;
9907   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
9908     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0));
9909     return V;
9910   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
9911     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
9912     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
9913     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
9914     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
9915     
9916     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
9917       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
9918           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
9919         unsigned ExtractedIdx =
9920           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
9921         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
9922         
9923         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
9924         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
9925         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
9926           RHS = EI->getOperand(0);
9927           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
9928           Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
9929             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
9930           return V;
9931         }
9932         
9933         if (VecOp == RHS) {
9934           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
9935           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
9936           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
9937             if (i != InsertedIdx)
9938               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+i);
9939           }
9940           return V;
9941         }
9942         
9943         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
9944         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
9945         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
9946           return EI->getOperand(0);
9947         
9948       }
9949     }
9950   }
9951   // TODO: Handle shufflevector here!
9952   
9953   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
9954   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
9955     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
9956   return V;
9957 }
9958
9959 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
9960   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
9961   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
9962   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
9963   
9964   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
9965   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
9966     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
9967   
9968   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
9969   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
9970   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
9971     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
9972         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
9973       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
9974       unsigned ExtractedIdx =
9975         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
9976       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
9977       
9978       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
9979         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
9980       
9981       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
9982         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
9983       
9984       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
9985       // back into the same place, just use the input vector.
9986       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
9987         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
9988       
9989       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
9990       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
9991       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
9992       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
9993       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
9994         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
9995         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
9996         // Build a new shuffle mask.
9997         std::vector<Constant*> Mask;
9998         if (isa<UndefValue>(VecOp))
9999           Mask.assign(NumVectorElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10000         else {
10001           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
10002           Mask.assign(NumVectorElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
10003                                                        NumVectorElts));
10004         } 
10005         Mask[InsertedIdx] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
10006         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
10007                                      ConstantVector::get(Mask));
10008       }
10009       
10010       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
10011       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
10012       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
10013         std::vector<Constant*> Mask;
10014         Value *RHS = 0;
10015         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
10016         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
10017         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
10018         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
10019       }
10020     }
10021   }
10022
10023   return 0;
10024 }
10025
10026
10027 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
10028   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
10029   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
10030   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
10031
10032   bool MadeChange = false;
10033   
10034   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
10035   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
10036     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
10037   
10038   // If we have shuffle(x, undef, mask) and any elements of mask refer to
10039   // the undef, change them to undefs.
10040   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(1))) {
10041     // Scan to see if there are any references to the RHS.  If so, replace them
10042     // with undef element refs and set MadeChange to true.
10043     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10044       if (Mask[i] >= e && Mask[i] != 2*e) {
10045         Mask[i] = 2*e;
10046         MadeChange = true;
10047       }
10048     }
10049     
10050     if (MadeChange) {
10051       // Remap any references to RHS to use LHS.
10052       std::vector<Constant*> Elts;
10053       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10054         if (Mask[i] == 2*e)
10055           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10056         else
10057           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
10058       }
10059       SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
10060     }
10061   }
10062   
10063   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
10064   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
10065   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
10066     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
10067       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
10068       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
10069     }
10070     
10071     // Remap any references to RHS to use LHS.
10072     std::vector<Constant*> Elts;
10073     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10074       if (Mask[i] >= 2*e)
10075         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10076       else {
10077         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
10078             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS)))
10079           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
10080         else
10081           Mask[i] &= (e-1);  // Force to LHS.
10082         Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
10083       }
10084     }
10085     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
10086     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
10087     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
10088     LHS = SVI.getOperand(0);
10089     RHS = SVI.getOperand(1);
10090     MadeChange = true;
10091   }
10092   
10093   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
10094   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
10095     
10096   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
10097     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
10098     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
10099     isLHSID &= (Mask[i] == i);
10100       
10101     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
10102     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
10103   }
10104
10105   // Eliminate identity shuffles.
10106   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
10107   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
10108   
10109   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
10110   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
10111   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
10112   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
10113   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
10114   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
10115   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
10116   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
10117   // (splat(splat)) -> splat.
10118   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
10119     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
10120       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
10121
10122       std::vector<unsigned> NewMask;
10123       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
10124         if (Mask[i] >= 2*e)
10125           NewMask.push_back(2*e);
10126         else
10127           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
10128       
10129       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
10130       // the replacement.
10131       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
10132         std::vector<Constant*> Elts;
10133         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
10134           if (NewMask[i] >= e*2) {
10135             Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
10136           } else {
10137             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
10138           }
10139         }
10140         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
10141                                      LHSSVI->getOperand(1),
10142                                      ConstantVector::get(Elts));
10143       }
10144     }
10145   }
10146
10147   return MadeChange ? &SVI : 0;
10148 }
10149
10150
10151
10152
10153 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
10154 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
10155 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
10156 /// end of its block.
10157 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
10158   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
10159
10160   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
10161   if (isa<PHINode>(I) || I->mayWriteToMemory()) return false;
10162
10163   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
10164   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
10165         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
10166     return false;
10167
10168   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
10169   // the end of block that could change the value.
10170   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
10171     for (BasicBlock::iterator Scan = LI, E = LI->getParent()->end();
10172          Scan != E; ++Scan)
10173       if (Scan->mayWriteToMemory())
10174         return false;
10175   }
10176
10177   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->begin();
10178   while (isa<PHINode>(InsertPos)) ++InsertPos;
10179
10180   I->moveBefore(InsertPos);
10181   ++NumSunkInst;
10182   return true;
10183 }
10184
10185
10186 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
10187 /// all reachable code to the worklist.
10188 ///
10189 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
10190 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
10191 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
10192 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
10193 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
10194 ///
10195 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
10196                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
10197                                        InstCombiner &IC,
10198                                        const TargetData *TD) {
10199   std::vector<BasicBlock*> Worklist;
10200   Worklist.push_back(BB);
10201
10202   while (!Worklist.empty()) {
10203     BB = Worklist.back();
10204     Worklist.pop_back();
10205     
10206     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
10207     if (!Visited.insert(BB)) continue;
10208     
10209     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
10210       Instruction *Inst = BBI++;
10211       
10212       // DCE instruction if trivially dead.
10213       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
10214         ++NumDeadInst;
10215         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
10216         Inst->eraseFromParent();
10217         continue;
10218       }
10219       
10220       // ConstantProp instruction if trivially constant.
10221       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD)) {
10222         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
10223         Inst->replaceAllUsesWith(C);
10224         ++NumConstProp;
10225         Inst->eraseFromParent();
10226         continue;
10227       }
10228      
10229       IC.AddToWorkList(Inst);
10230     }
10231
10232     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
10233     // constant, only visit the reachable successor.
10234     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
10235     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
10236       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
10237         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
10238         Worklist.push_back(BI->getSuccessor(!CondVal));
10239         continue;
10240       }
10241     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
10242       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
10243         // See if this is an explicit destination.
10244         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
10245           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
10246             Worklist.push_back(SI->getSuccessor(i));
10247             continue;
10248           }
10249         
10250         // Otherwise it is the default destination.
10251         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
10252         continue;
10253       }
10254     }
10255     
10256     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
10257       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
10258   }
10259 }
10260
10261 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
10262   bool Changed = false;
10263   TD = &getAnalysis<TargetData>();
10264   
10265   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
10266              << F.getNameStr() << "\n");
10267
10268   {
10269     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
10270     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
10271     // track of which blocks we visit.
10272     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
10273     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
10274
10275     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
10276     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
10277     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
10278     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
10279       if (!Visited.count(BB)) {
10280         Instruction *Term = BB->getTerminator();
10281         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
10282           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
10283
10284           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
10285           ++NumDeadInst;
10286
10287           if (!I->use_empty())
10288             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
10289           I->eraseFromParent();
10290         }
10291       }
10292   }
10293
10294   while (!Worklist.empty()) {
10295     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
10296     if (I == 0) continue;  // skip null values.
10297
10298     // Check to see if we can DCE the instruction.
10299     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
10300       // Add operands to the worklist.
10301       if (I->getNumOperands() < 4)
10302         AddUsesToWorkList(*I);
10303       ++NumDeadInst;
10304
10305       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
10306
10307       I->eraseFromParent();
10308       RemoveFromWorkList(I);
10309       continue;
10310     }
10311
10312     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
10313     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD)) {
10314       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
10315
10316       // Add operands to the worklist.
10317       AddUsesToWorkList(*I);
10318       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
10319
10320       ++NumConstProp;
10321       I->eraseFromParent();
10322       RemoveFromWorkList(I);
10323       continue;
10324     }
10325
10326     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
10327     if (I->hasOneUse()) {
10328       BasicBlock *BB = I->getParent();
10329       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
10330       if (UserParent != BB) {
10331         bool UserIsSuccessor = false;
10332         // See if the user is one of our successors.
10333         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
10334           if (*SI == UserParent) {
10335             UserIsSuccessor = true;
10336             break;
10337           }
10338
10339         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
10340         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
10341         // otherwise), we can keep going.
10342         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
10343             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
10344           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
10345           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
10346       }
10347     }
10348
10349     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
10350 #ifndef NDEBUG
10351     std::string OrigI;
10352 #endif
10353     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
10354     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
10355       ++NumCombined;
10356       // Should we replace the old instruction with a new one?
10357       if (Result != I) {
10358         DOUT << "IC: Old = " << *I
10359              << "    New = " << *Result;
10360
10361         // Everything uses the new instruction now.
10362         I->replaceAllUsesWith(Result);
10363
10364         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
10365         AddToWorkList(Result);
10366         AddUsersToWorkList(*Result);
10367
10368         // Move the name to the new instruction first.
10369         Result->takeName(I);
10370
10371         // Insert the new instruction into the basic block...
10372         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
10373         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
10374
10375         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
10376           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
10377             ++InsertPos;
10378
10379         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
10380
10381         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
10382         // use counts.
10383         AddUsesToWorkList(*I);
10384
10385         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
10386         // we do not process an instruction that has been deleted.
10387         RemoveFromWorkList(I);
10388
10389         // Erase the old instruction.
10390         InstParent->getInstList().erase(I);
10391       } else {
10392 #ifndef NDEBUG
10393         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
10394              << "    New = " << *I;
10395 #endif
10396
10397         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
10398         // if so, remove it.
10399         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
10400           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
10401           // use counts.
10402           AddUsesToWorkList(*I);
10403
10404           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
10405           // occurrences of this instruction.
10406           RemoveFromWorkList(I);
10407           I->eraseFromParent();
10408         } else {
10409           AddToWorkList(I);
10410           AddUsersToWorkList(*I);
10411         }
10412       }
10413       Changed = true;
10414     }
10415   }
10416
10417   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
10418     
10419   // Do an explicit clear, this shrinks the map if needed.
10420   WorklistMap.clear();
10421   return Changed;
10422 }
10423
10424
10425 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
10426   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
10427   
10428   bool EverMadeChange = false;
10429
10430   // Iterate while there is work to do.
10431   unsigned Iteration = 0;
10432   while (DoOneIteration(F, Iteration++)) 
10433     EverMadeChange = true;
10434   return EverMadeChange;
10435 }
10436
10437 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
10438   return new InstCombiner();
10439 }
10440