refactor some code relating to pointer cast xforms, pulling it out of the codepath
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
1 //===- InstructionCombining.cpp - Combine multiple instructions -----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // InstructionCombining - Combine instructions to form fewer, simple
11 // instructions.  This pass does not modify the CFG This pass is where algebraic
12 // simplification happens.
13 //
14 // This pass combines things like:
15 //    %Y = add i32 %X, 1
16 //    %Z = add i32 %Y, 1
17 // into:
18 //    %Z = add i32 %X, 2
19 //
20 // This is a simple worklist driven algorithm.
21 //
22 // This pass guarantees that the following canonicalizations are performed on
23 // the program:
24 //    1. If a binary operator has a constant operand, it is moved to the RHS
25 //    2. Bitwise operators with constant operands are always grouped so that
26 //       shifts are performed first, then or's, then and's, then xor's.
27 //    3. Compare instructions are converted from <,>,<=,>= to ==,!= if possible
28 //    4. All cmp instructions on boolean values are replaced with logical ops
29 //    5. add X, X is represented as (X*2) => (X << 1)
30 //    6. Multiplies with a power-of-two constant argument are transformed into
31 //       shifts.
32 //   ... etc.
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #define DEBUG_TYPE "instcombine"
37 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
38 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
39 #include "llvm/Pass.h"
40 #include "llvm/DerivedTypes.h"
41 #include "llvm/GlobalVariable.h"
42 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
43 #include "llvm/Target/TargetData.h"
44 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
45 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
46 #include "llvm/Support/CallSite.h"
47 #include "llvm/Support/Debug.h"
48 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
49 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
50 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
51 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
52 #include "llvm/Support/Compiler.h"
53 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
54 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
55 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
56 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
57 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
58 #include <algorithm>
59 #include <sstream>
60 using namespace llvm;
61 using namespace llvm::PatternMatch;
62
63 STATISTIC(NumCombined , "Number of insts combined");
64 STATISTIC(NumConstProp, "Number of constant folds");
65 STATISTIC(NumDeadInst , "Number of dead inst eliminated");
66 STATISTIC(NumDeadStore, "Number of dead stores eliminated");
67 STATISTIC(NumSunkInst , "Number of instructions sunk");
68
69 namespace {
70   class VISIBILITY_HIDDEN InstCombiner
71     : public FunctionPass,
72       public InstVisitor<InstCombiner, Instruction*> {
73     // Worklist of all of the instructions that need to be simplified.
74     std::vector<Instruction*> Worklist;
75     DenseMap<Instruction*, unsigned> WorklistMap;
76     TargetData *TD;
77     bool MustPreserveLCSSA;
78   public:
79     /// AddToWorkList - Add the specified instruction to the worklist if it
80     /// isn't already in it.
81     void AddToWorkList(Instruction *I) {
82       if (WorklistMap.insert(std::make_pair(I, Worklist.size())))
83         Worklist.push_back(I);
84     }
85     
86     // RemoveFromWorkList - remove I from the worklist if it exists.
87     void RemoveFromWorkList(Instruction *I) {
88       DenseMap<Instruction*, unsigned>::iterator It = WorklistMap.find(I);
89       if (It == WorklistMap.end()) return; // Not in worklist.
90       
91       // Don't bother moving everything down, just null out the slot.
92       Worklist[It->second] = 0;
93       
94       WorklistMap.erase(It);
95     }
96     
97     Instruction *RemoveOneFromWorkList() {
98       Instruction *I = Worklist.back();
99       Worklist.pop_back();
100       WorklistMap.erase(I);
101       return I;
102     }
103
104     
105     /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
106     /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
107     /// now.
108     ///
109     void AddUsersToWorkList(Value &I) {
110       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
111            UI != UE; ++UI)
112         AddToWorkList(cast<Instruction>(*UI));
113     }
114
115     /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
116     /// the work lists because they might get more simplified now.
117     ///
118     void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
119       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
120         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i)))
121           AddToWorkList(Op);
122     }
123     
124     /// AddSoonDeadInstToWorklist - The specified instruction is about to become
125     /// dead.  Add all of its operands to the worklist, turning them into
126     /// undef's to reduce the number of uses of those instructions.
127     ///
128     /// Return the specified operand before it is turned into an undef.
129     ///
130     Value *AddSoonDeadInstToWorklist(Instruction &I, unsigned op) {
131       Value *R = I.getOperand(op);
132       
133       for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
134         if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i))) {
135           AddToWorkList(Op);
136           // Set the operand to undef to drop the use.
137           I.setOperand(i, UndefValue::get(Op->getType()));
138         }
139       
140       return R;
141     }
142
143   public:
144     virtual bool runOnFunction(Function &F);
145     
146     bool DoOneIteration(Function &F, unsigned ItNum);
147
148     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
149       AU.addRequired<TargetData>();
150       AU.addPreservedID(LCSSAID);
151       AU.setPreservesCFG();
152     }
153
154     TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
155
156     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
157     // instruction types.  The semantics are as follows:
158     // Return Value:
159     //    null        - No change was made
160     //     I          - Change was made, I is still valid, I may be dead though
161     //   otherwise    - Change was made, replace I with returned instruction
162     //
163     Instruction *visitAdd(BinaryOperator &I);
164     Instruction *visitSub(BinaryOperator &I);
165     Instruction *visitMul(BinaryOperator &I);
166     Instruction *visitURem(BinaryOperator &I);
167     Instruction *visitSRem(BinaryOperator &I);
168     Instruction *visitFRem(BinaryOperator &I);
169     Instruction *commonRemTransforms(BinaryOperator &I);
170     Instruction *commonIRemTransforms(BinaryOperator &I);
171     Instruction *commonDivTransforms(BinaryOperator &I);
172     Instruction *commonIDivTransforms(BinaryOperator &I);
173     Instruction *visitUDiv(BinaryOperator &I);
174     Instruction *visitSDiv(BinaryOperator &I);
175     Instruction *visitFDiv(BinaryOperator &I);
176     Instruction *visitAnd(BinaryOperator &I);
177     Instruction *visitOr (BinaryOperator &I);
178     Instruction *visitXor(BinaryOperator &I);
179     Instruction *visitShl(BinaryOperator &I);
180     Instruction *visitAShr(BinaryOperator &I);
181     Instruction *visitLShr(BinaryOperator &I);
182     Instruction *commonShiftTransforms(BinaryOperator &I);
183     Instruction *visitFCmpInst(FCmpInst &I);
184     Instruction *visitICmpInst(ICmpInst &I);
185     Instruction *visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI);
186     Instruction *visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
187                                                 Instruction *LHS,
188                                                 ConstantInt *RHS);
189
190     Instruction *FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
191                              ICmpInst::Predicate Cond, Instruction &I);
192     Instruction *FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
193                                      BinaryOperator &I);
194     Instruction *commonCastTransforms(CastInst &CI);
195     Instruction *commonIntCastTransforms(CastInst &CI);
196     Instruction *commonPointerCastTransforms(CastInst &CI);
197     Instruction *visitTrunc(TruncInst &CI);
198     Instruction *visitZExt(ZExtInst &CI);
199     Instruction *visitSExt(SExtInst &CI);
200     Instruction *visitFPTrunc(CastInst &CI);
201     Instruction *visitFPExt(CastInst &CI);
202     Instruction *visitFPToUI(CastInst &CI);
203     Instruction *visitFPToSI(CastInst &CI);
204     Instruction *visitUIToFP(CastInst &CI);
205     Instruction *visitSIToFP(CastInst &CI);
206     Instruction *visitPtrToInt(CastInst &CI);
207     Instruction *visitIntToPtr(CastInst &CI);
208     Instruction *visitBitCast(BitCastInst &CI);
209     Instruction *FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
210                                 Instruction *FI);
211     Instruction *visitSelectInst(SelectInst &CI);
212     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
213     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
214     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
215     Instruction *visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP);
216     Instruction *visitAllocationInst(AllocationInst &AI);
217     Instruction *visitFreeInst(FreeInst &FI);
218     Instruction *visitLoadInst(LoadInst &LI);
219     Instruction *visitStoreInst(StoreInst &SI);
220     Instruction *visitBranchInst(BranchInst &BI);
221     Instruction *visitSwitchInst(SwitchInst &SI);
222     Instruction *visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE);
223     Instruction *visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI);
224     Instruction *visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI);
225
226     // visitInstruction - Specify what to return for unhandled instructions...
227     Instruction *visitInstruction(Instruction &I) { return 0; }
228
229   private:
230     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
231     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
232
233   public:
234     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
235     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
236     //
237     Instruction *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
238       assert(New && New->getParent() == 0 &&
239              "New instruction already inserted into a basic block!");
240       BasicBlock *BB = Old.getParent();
241       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
242       AddToWorkList(New);
243       return New;
244     }
245
246     /// InsertCastBefore - Insert a cast of V to TY before the instruction POS.
247     /// This also adds the cast to the worklist.  Finally, this returns the
248     /// cast.
249     Value *InsertCastBefore(Instruction::CastOps opc, Value *V, const Type *Ty,
250                             Instruction &Pos) {
251       if (V->getType() == Ty) return V;
252
253       if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V))
254         return ConstantExpr::getCast(opc, CV, Ty);
255       
256       Instruction *C = CastInst::create(opc, V, Ty, V->getName(), &Pos);
257       AddToWorkList(C);
258       return C;
259     }
260
261     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
262     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
263     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
264     // value, then return I, so that the inst combiner will know that I was
265     // modified.
266     //
267     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
268       AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
269       if (&I != V) {
270         I.replaceAllUsesWith(V);
271         return &I;
272       } else {
273         // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
274         // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
275         I.replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I.getType()));
276         return &I;
277       }
278     }
279
280     // UpdateValueUsesWith - This method is to be used when an value is
281     // found to be replacable with another preexisting expression or was
282     // updated.  Here we add all uses of I to the worklist, replace all uses of
283     // I with the new value (unless the instruction was just updated), then
284     // return true, so that the inst combiner will know that I was modified.
285     //
286     bool UpdateValueUsesWith(Value *Old, Value *New) {
287       AddUsersToWorkList(*Old);         // Add all modified instrs to worklist
288       if (Old != New)
289         Old->replaceAllUsesWith(New);
290       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Old))
291         AddToWorkList(I);
292       if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(New))
293         AddToWorkList(I);
294       return true;
295     }
296     
297     // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
298     // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
299     // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
300     // this function.
301     Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
302       assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
303       AddUsesToWorkList(I);
304       RemoveFromWorkList(&I);
305       I.eraseFromParent();
306       return 0;  // Don't do anything with FI
307     }
308
309   private:
310     /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
311     /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
312     /// casts that are known to not do anything...
313     ///
314     Value *InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
315                                    Value *V, const Type *DestTy,
316                                    Instruction *InsertBefore);
317
318     /// SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for 
319     /// commutative operators.
320     bool SimplifyCommutative(BinaryOperator &I);
321
322     /// SimplifyCompare - This reorders the operands of a CmpInst to get them in
323     /// most-complex to least-complex order.
324     bool SimplifyCompare(CmpInst &I);
325
326     /// SimplifyDemandedBits - Attempts to replace V with a simpler value based
327     /// on the demanded bits.
328     bool SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask, 
329                               APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
330                               unsigned Depth = 0);
331
332     Value *SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
333                                       uint64_t &UndefElts, unsigned Depth = 0);
334       
335     // FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a
336     // PHI node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI
337     // (which is only possible if all operands to the PHI are constants).
338     Instruction *FoldOpIntoPhi(Instruction &I);
339
340     // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
341     // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
342     // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
343     Instruction *FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN);
344     Instruction *FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN);
345     
346     
347     Instruction *OptAndOp(Instruction *Op, ConstantInt *OpRHS,
348                           ConstantInt *AndRHS, BinaryOperator &TheAnd);
349     
350     Value *FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS, ConstantInt *Mask,
351                               bool isSub, Instruction &I);
352     Instruction *InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
353                                  bool isSigned, bool Inside, Instruction &IB);
354     Instruction *PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI, AllocationInst &AI);
355     Instruction *MatchBSwap(BinaryOperator &I);
356     bool SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI);
357
358     Value *EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, bool isSigned);
359   };
360
361   RegisterPass<InstCombiner> X("instcombine", "Combine redundant instructions");
362 }
363
364 // getComplexity:  Assign a complexity or rank value to LLVM Values...
365 //   0 -> undef, 1 -> Const, 2 -> Other, 3 -> Arg, 3 -> Unary, 4 -> OtherInst
366 static unsigned getComplexity(Value *V) {
367   if (isa<Instruction>(V)) {
368     if (BinaryOperator::isNeg(V) || BinaryOperator::isNot(V))
369       return 3;
370     return 4;
371   }
372   if (isa<Argument>(V)) return 3;
373   return isa<Constant>(V) ? (isa<UndefValue>(V) ? 0 : 1) : 2;
374 }
375
376 // isOnlyUse - Return true if this instruction will be deleted if we stop using
377 // it.
378 static bool isOnlyUse(Value *V) {
379   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
380 }
381
382 // getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
383 // though a va_arg area...
384 static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
385   if (const IntegerType* ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
386     if (ITy->getBitWidth() < 32)
387       return Type::Int32Ty;
388   } else if (Ty == Type::FloatTy)
389     return Type::DoubleTy;
390   return Ty;
391 }
392
393 /// getBitCastOperand - If the specified operand is a CastInst or a constant 
394 /// expression bitcast,  return the operand value, otherwise return null.
395 static Value *getBitCastOperand(Value *V) {
396   if (BitCastInst *I = dyn_cast<BitCastInst>(V))
397     return I->getOperand(0);
398   else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
399     if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast)
400       return CE->getOperand(0);
401   return 0;
402 }
403
404 /// This function is a wrapper around CastInst::isEliminableCastPair. It
405 /// simply extracts arguments and returns what that function returns.
406 static Instruction::CastOps 
407 isEliminableCastPair(
408   const CastInst *CI, ///< The first cast instruction
409   unsigned opcode,       ///< The opcode of the second cast instruction
410   const Type *DstTy,     ///< The target type for the second cast instruction
411   TargetData *TD         ///< The target data for pointer size
412 ) {
413   
414   const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();   // A from above
415   const Type *MidTy = CI->getType();                  // B from above
416
417   // Get the opcodes of the two Cast instructions
418   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(CI->getOpcode());
419   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opcode);
420
421   return Instruction::CastOps(
422       CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy,
423                                      DstTy, TD->getIntPtrType()));
424 }
425
426 /// ValueRequiresCast - Return true if the cast from "V to Ty" actually results
427 /// in any code being generated.  It does not require codegen if V is simple
428 /// enough or if the cast can be folded into other casts.
429 static bool ValueRequiresCast(Instruction::CastOps opcode, const Value *V, 
430                               const Type *Ty, TargetData *TD) {
431   if (V->getType() == Ty || isa<Constant>(V)) return false;
432   
433   // If this is another cast that can be eliminated, it isn't codegen either.
434   if (const CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
435     if (isEliminableCastPair(CI, opcode, Ty, TD)) 
436       return false;
437   return true;
438 }
439
440 /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
441 /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
442 /// casts that are known to not do anything...
443 ///
444 Value *InstCombiner::InsertOperandCastBefore(Instruction::CastOps opcode,
445                                              Value *V, const Type *DestTy,
446                                              Instruction *InsertBefore) {
447   if (V->getType() == DestTy) return V;
448   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
449     return ConstantExpr::getCast(opcode, C, DestTy);
450   
451   return InsertCastBefore(opcode, V, DestTy, *InsertBefore);
452 }
453
454 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
455 // operators:
456 //
457 //  1. Order operands such that they are listed from right (least complex) to
458 //     left (most complex).  This puts constants before unary operators before
459 //     binary operators.
460 //
461 //  2. Transform: (op (op V, C1), C2) ==> (op V, (op C1, C2))
462 //  3. Transform: (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
463 //
464 bool InstCombiner::SimplifyCommutative(BinaryOperator &I) {
465   bool Changed = false;
466   if (getComplexity(I.getOperand(0)) < getComplexity(I.getOperand(1)))
467     Changed = !I.swapOperands();
468
469   if (!I.isAssociative()) return Changed;
470   Instruction::BinaryOps Opcode = I.getOpcode();
471   if (BinaryOperator *Op = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(0)))
472     if (Op->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op->getOperand(1))) {
473       if (isa<Constant>(I.getOperand(1))) {
474         Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(),
475                                              cast<Constant>(I.getOperand(1)),
476                                              cast<Constant>(Op->getOperand(1)));
477         I.setOperand(0, Op->getOperand(0));
478         I.setOperand(1, Folded);
479         return true;
480       } else if (BinaryOperator *Op1=dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1)))
481         if (Op1->getOpcode() == Opcode && isa<Constant>(Op1->getOperand(1)) &&
482             isOnlyUse(Op) && isOnlyUse(Op1)) {
483           Constant *C1 = cast<Constant>(Op->getOperand(1));
484           Constant *C2 = cast<Constant>(Op1->getOperand(1));
485
486           // Fold (op (op V1, C1), (op V2, C2)) ==> (op (op V1, V2), (op C1,C2))
487           Constant *Folded = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), C1, C2);
488           Instruction *New = BinaryOperator::create(Opcode, Op->getOperand(0),
489                                                     Op1->getOperand(0),
490                                                     Op1->getName(), &I);
491           AddToWorkList(New);
492           I.setOperand(0, New);
493           I.setOperand(1, Folded);
494           return true;
495         }
496     }
497   return Changed;
498 }
499
500 /// SimplifyCompare - For a CmpInst this function just orders the operands
501 /// so that theyare listed from right (least complex) to left (most complex).
502 /// This puts constants before unary operators before binary operators.
503 bool InstCombiner::SimplifyCompare(CmpInst &I) {
504   if (getComplexity(I.getOperand(0)) >= getComplexity(I.getOperand(1)))
505     return false;
506   I.swapOperands();
507   // Compare instructions are not associative so there's nothing else we can do.
508   return true;
509 }
510
511 // dyn_castNegVal - Given a 'sub' instruction, return the RHS of the instruction
512 // if the LHS is a constant zero (which is the 'negate' form).
513 //
514 static inline Value *dyn_castNegVal(Value *V) {
515   if (BinaryOperator::isNeg(V))
516     return BinaryOperator::getNegArgument(V);
517
518   // Constants can be considered to be negated values if they can be folded.
519   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
520     return ConstantExpr::getNeg(C);
521   return 0;
522 }
523
524 static inline Value *dyn_castNotVal(Value *V) {
525   if (BinaryOperator::isNot(V))
526     return BinaryOperator::getNotArgument(V);
527
528   // Constants can be considered to be not'ed values...
529   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(V))
530     return ConstantInt::get(~C->getValue());
531   return 0;
532 }
533
534 // dyn_castFoldableMul - If this value is a multiply that can be folded into
535 // other computations (because it has a constant operand), return the
536 // non-constant operand of the multiply, and set CST to point to the multiplier.
537 // Otherwise, return null.
538 //
539 static inline Value *dyn_castFoldableMul(Value *V, ConstantInt *&CST) {
540   if (V->hasOneUse() && V->getType()->isInteger())
541     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
542       if (I->getOpcode() == Instruction::Mul)
543         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))))
544           return I->getOperand(0);
545       if (I->getOpcode() == Instruction::Shl)
546         if ((CST = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1)))) {
547           // The multiplier is really 1 << CST.
548           uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth();
549           uint32_t CSTVal = CST->getLimitedValue(BitWidth);
550           CST = ConstantInt::get(APInt(BitWidth, 1).shl(CSTVal));
551           return I->getOperand(0);
552         }
553     }
554   return 0;
555 }
556
557 /// dyn_castGetElementPtr - If this is a getelementptr instruction or constant
558 /// expression, return it.
559 static User *dyn_castGetElementPtr(Value *V) {
560   if (isa<GetElementPtrInst>(V)) return cast<User>(V);
561   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
562     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
563       return cast<User>(V);
564   return false;
565 }
566
567 /// AddOne - Add one to a ConstantInt
568 static ConstantInt *AddOne(ConstantInt *C) {
569   APInt Val(C->getValue());
570   return ConstantInt::get(++Val);
571 }
572 /// SubOne - Subtract one from a ConstantInt
573 static ConstantInt *SubOne(ConstantInt *C) {
574   APInt Val(C->getValue());
575   return ConstantInt::get(--Val);
576 }
577 /// Add - Add two ConstantInts together
578 static ConstantInt *Add(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
579   return ConstantInt::get(C1->getValue() + C2->getValue());
580 }
581 /// And - Bitwise AND two ConstantInts together
582 static ConstantInt *And(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
583   return ConstantInt::get(C1->getValue() & C2->getValue());
584 }
585 /// Subtract - Subtract one ConstantInt from another
586 static ConstantInt *Subtract(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
587   return ConstantInt::get(C1->getValue() - C2->getValue());
588 }
589 /// Multiply - Multiply two ConstantInts together
590 static ConstantInt *Multiply(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2) {
591   return ConstantInt::get(C1->getValue() * C2->getValue());
592 }
593
594 /// ComputeMaskedBits - Determine which of the bits specified in Mask are
595 /// known to be either zero or one and return them in the KnownZero/KnownOne
596 /// bit sets.  This code only analyzes bits in Mask, in order to short-circuit
597 /// processing.
598 /// NOTE: we cannot consider 'undef' to be "IsZero" here.  The problem is that
599 /// we cannot optimize based on the assumption that it is zero without changing
600 /// it to be an explicit zero.  If we don't change it to zero, other code could
601 /// optimized based on the contradictory assumption that it is non-zero.
602 /// Because instcombine aggressively folds operations with undef args anyway,
603 /// this won't lose us code quality.
604 static void ComputeMaskedBits(Value *V, const APInt &Mask, APInt& KnownZero, 
605                               APInt& KnownOne, unsigned Depth = 0) {
606   assert(V && "No Value?");
607   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
608   uint32_t BitWidth = Mask.getBitWidth();
609   assert(cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth() == BitWidth &&
610          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
611          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
612          "V, Mask, KnownOne and KnownZero should have same BitWidth");
613   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
614     // We know all of the bits for a constant!
615     KnownOne = CI->getValue() & Mask;
616     KnownZero = ~KnownOne & Mask;
617     return;
618   }
619
620   if (Depth == 6 || Mask == 0)
621     return;  // Limit search depth.
622
623   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
624   if (!I) return;
625
626   KnownZero.clear(); KnownOne.clear();   // Don't know anything.
627   APInt KnownZero2(KnownZero), KnownOne2(KnownOne);
628   
629   switch (I->getOpcode()) {
630   case Instruction::And: {
631     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
632     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
633     APInt Mask2(Mask & ~KnownZero);
634     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
635     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
636     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
637     
638     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
639     KnownOne &= KnownOne2;
640     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
641     KnownZero |= KnownZero2;
642     return;
643   }
644   case Instruction::Or: {
645     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
646     APInt Mask2(Mask & ~KnownOne);
647     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
648     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
649     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
650     
651     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
652     KnownZero &= KnownZero2;
653     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
654     KnownOne |= KnownOne2;
655     return;
656   }
657   case Instruction::Xor: {
658     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
659     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
660     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
661     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
662     
663     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
664     APInt KnownZeroOut = (KnownZero & KnownZero2) | (KnownOne & KnownOne2);
665     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
666     KnownOne = (KnownZero & KnownOne2) | (KnownOne & KnownZero2);
667     KnownZero = KnownZeroOut;
668     return;
669   }
670   case Instruction::Select:
671     ComputeMaskedBits(I->getOperand(2), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
672     ComputeMaskedBits(I->getOperand(1), Mask, KnownZero2, KnownOne2, Depth+1);
673     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
674     assert((KnownZero2 & KnownOne2) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
675
676     // Only known if known in both the LHS and RHS.
677     KnownOne &= KnownOne2;
678     KnownZero &= KnownZero2;
679     return;
680   case Instruction::FPTrunc:
681   case Instruction::FPExt:
682   case Instruction::FPToUI:
683   case Instruction::FPToSI:
684   case Instruction::SIToFP:
685   case Instruction::PtrToInt:
686   case Instruction::UIToFP:
687   case Instruction::IntToPtr:
688     return; // Can't work with floating point or pointers
689   case Instruction::Trunc: {
690     // All these have integer operands
691     uint32_t SrcBitWidth = 
692       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
693     APInt MaskIn(Mask);
694     MaskIn.zext(SrcBitWidth);
695     KnownZero.zext(SrcBitWidth);
696     KnownOne.zext(SrcBitWidth);
697     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
698     KnownZero.trunc(BitWidth);
699     KnownOne.trunc(BitWidth);
700     return;
701   }
702   case Instruction::BitCast: {
703     const Type *SrcTy = I->getOperand(0)->getType();
704     if (SrcTy->isInteger()) {
705       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
706       return;
707     }
708     break;
709   }
710   case Instruction::ZExt:  {
711     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
712     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
713     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
714       
715     APInt MaskIn(Mask);
716     MaskIn.trunc(SrcBitWidth);
717     KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
718     KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
719     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
720     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
721     // The top bits are known to be zero.
722     KnownZero.zext(BitWidth);
723     KnownOne.zext(BitWidth);
724     KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
725     return;
726   }
727   case Instruction::SExt: {
728     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
729     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
730     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
731       
732     APInt MaskIn(Mask); 
733     MaskIn.trunc(SrcBitWidth);
734     KnownZero.trunc(SrcBitWidth);
735     KnownOne.trunc(SrcBitWidth);
736     ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), MaskIn, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
737     assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
738     KnownZero.zext(BitWidth);
739     KnownOne.zext(BitWidth);
740
741     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
742     // top bits of the result.
743     if (KnownZero[SrcBitWidth-1])             // Input sign bit known zero
744       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
745     else if (KnownOne[SrcBitWidth-1])           // Input sign bit known set
746       KnownOne |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
747     return;
748   }
749   case Instruction::Shl:
750     // (shl X, C1) & C2 == 0   iff   (X & C2 >>u C1) == 0
751     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
752       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
753       APInt Mask2(Mask.lshr(ShiftAmt));
754       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero, KnownOne, Depth+1);
755       assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
756       KnownZero <<= ShiftAmt;
757       KnownOne  <<= ShiftAmt;
758       KnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt); // low bits known 0
759       return;
760     }
761     break;
762   case Instruction::LShr:
763     // (ushr X, C1) & C2 == 0   iff  (-1 >> C1) & C2 == 0
764     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
765       // Compute the new bits that are at the top now.
766       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
767       
768       // Unsigned shift right.
769       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
770       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne,Depth+1);
771       assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
772       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
773       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
774       // high bits known zero.
775       KnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
776       return;
777     }
778     break;
779   case Instruction::AShr:
780     // (ashr X, C1) & C2 == 0   iff  (-1 >> C1) & C2 == 0
781     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
782       // Compute the new bits that are at the top now.
783       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
784       
785       // Signed shift right.
786       APInt Mask2(Mask.shl(ShiftAmt));
787       ComputeMaskedBits(I->getOperand(0), Mask2, KnownZero,KnownOne,Depth+1);
788       assert((KnownZero & KnownOne) == 0&&"Bits known to be one AND zero?"); 
789       KnownZero = APIntOps::lshr(KnownZero, ShiftAmt);
790       KnownOne  = APIntOps::lshr(KnownOne, ShiftAmt);
791         
792       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
793       if (KnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1])    // New bits are known zero.
794         KnownZero |= HighBits;
795       else if (KnownOne[BitWidth-ShiftAmt-1])  // New bits are known one.
796         KnownOne |= HighBits;
797       return;
798     }
799     break;
800   }
801 }
802
803 /// MaskedValueIsZero - Return true if 'V & Mask' is known to be zero.  We use
804 /// this predicate to simplify operations downstream.  Mask is known to be zero
805 /// for bits that V cannot have.
806 static bool MaskedValueIsZero(Value *V, const APInt& Mask, unsigned Depth = 0) {
807   APInt KnownZero(Mask.getBitWidth(), 0), KnownOne(Mask.getBitWidth(), 0);
808   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, Depth);
809   assert((KnownZero & KnownOne) == 0 && "Bits known to be one AND zero?"); 
810   return (KnownZero & Mask) == Mask;
811 }
812
813 /// ShrinkDemandedConstant - Check to see if the specified operand of the 
814 /// specified instruction is a constant integer.  If so, check to see if there
815 /// are any bits set in the constant that are not demanded.  If so, shrink the
816 /// constant and return true.
817 static bool ShrinkDemandedConstant(Instruction *I, unsigned OpNo, 
818                                    APInt Demanded) {
819   assert(I && "No instruction?");
820   assert(OpNo < I->getNumOperands() && "Operand index too large");
821
822   // If the operand is not a constant integer, nothing to do.
823   ConstantInt *OpC = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(OpNo));
824   if (!OpC) return false;
825
826   // If there are no bits set that aren't demanded, nothing to do.
827   Demanded.zextOrTrunc(OpC->getValue().getBitWidth());
828   if ((~Demanded & OpC->getValue()) == 0)
829     return false;
830
831   // This instruction is producing bits that are not demanded. Shrink the RHS.
832   Demanded &= OpC->getValue();
833   I->setOperand(OpNo, ConstantInt::get(Demanded));
834   return true;
835 }
836
837 // ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given a signed integer type and a 
838 // set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
839 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
840 // min/max.
841 static void ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
842                                                    const APInt& KnownZero,
843                                                    const APInt& KnownOne,
844                                                    APInt& Min, APInt& Max) {
845   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
846   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
847          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
848          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() == BitWidth &&
849          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
850   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
851
852   // The minimum value is when all unknown bits are zeros, EXCEPT for the sign
853   // bit if it is unknown.
854   Min = KnownOne;
855   Max = KnownOne|UnknownBits;
856   
857   if (UnknownBits[BitWidth-1]) { // Sign bit is unknown
858     Min.set(BitWidth-1);
859     Max.clear(BitWidth-1);
860   }
861 }
862
863 // ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits - Given an unsigned integer type and
864 // a set of known zero and one bits, compute the maximum and minimum values that
865 // could have the specified known zero and known one bits, returning them in
866 // min/max.
867 static void ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(const Type *Ty,
868                                                      const APInt& KnownZero,
869                                                      const APInt& KnownOne,
870                                                      APInt& Min,
871                                                      APInt& Max) {
872   uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
873   assert(KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
874          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
875          Min.getBitWidth() == BitWidth && Max.getBitWidth() &&
876          "Ty, KnownZero, KnownOne and Min, Max must have equal bitwidth.");
877   APInt UnknownBits = ~(KnownZero|KnownOne);
878   
879   // The minimum value is when the unknown bits are all zeros.
880   Min = KnownOne;
881   // The maximum value is when the unknown bits are all ones.
882   Max = KnownOne|UnknownBits;
883 }
884
885 /// SimplifyDemandedBits - This function attempts to replace V with a simpler
886 /// value based on the demanded bits. When this function is called, it is known
887 /// that only the bits set in DemandedMask of the result of V are ever used
888 /// downstream. Consequently, depending on the mask and V, it may be possible
889 /// to replace V with a constant or one of its operands. In such cases, this
890 /// function does the replacement and returns true. In all other cases, it
891 /// returns false after analyzing the expression and setting KnownOne and known
892 /// to be one in the expression. KnownZero contains all the bits that are known
893 /// to be zero in the expression. These are provided to potentially allow the
894 /// caller (which might recursively be SimplifyDemandedBits itself) to simplify
895 /// the expression. KnownOne and KnownZero always follow the invariant that 
896 /// KnownOne & KnownZero == 0. That is, a bit can't be both 1 and 0. Note that
897 /// the bits in KnownOne and KnownZero may only be accurate for those bits set
898 /// in DemandedMask. Note also that the bitwidth of V, DemandedMask, KnownZero
899 /// and KnownOne must all be the same.
900 bool InstCombiner::SimplifyDemandedBits(Value *V, APInt DemandedMask,
901                                         APInt& KnownZero, APInt& KnownOne,
902                                         unsigned Depth) {
903   assert(V != 0 && "Null pointer of Value???");
904   assert(Depth <= 6 && "Limit Search Depth");
905   uint32_t BitWidth = DemandedMask.getBitWidth();
906   const IntegerType *VTy = cast<IntegerType>(V->getType());
907   assert(VTy->getBitWidth() == BitWidth && 
908          KnownZero.getBitWidth() == BitWidth && 
909          KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
910          "Value *V, DemandedMask, KnownZero and KnownOne \
911           must have same BitWidth");
912   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
913     // We know all of the bits for a constant!
914     KnownOne = CI->getValue() & DemandedMask;
915     KnownZero = ~KnownOne & DemandedMask;
916     return false;
917   }
918   
919   KnownZero.clear(); 
920   KnownOne.clear();
921   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
922     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
923       // Just compute the KnownZero/KnownOne bits to simplify things downstream.
924       ComputeMaskedBits(V, DemandedMask, KnownZero, KnownOne, Depth);
925       return false;
926     }
927     // If this is the root being simplified, allow it to have multiple uses,
928     // just set the DemandedMask to all bits.
929     DemandedMask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
930   } else if (DemandedMask == 0) {   // Not demanding any bits from V.
931     if (V != UndefValue::get(VTy))
932       return UpdateValueUsesWith(V, UndefValue::get(VTy));
933     return false;
934   } else if (Depth == 6) {        // Limit search depth.
935     return false;
936   }
937   
938   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
939   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
940
941   APInt LHSKnownZero(BitWidth, 0), LHSKnownOne(BitWidth, 0);
942   APInt &RHSKnownZero = KnownZero, &RHSKnownOne = KnownOne;
943   switch (I->getOpcode()) {
944   default: break;
945   case Instruction::And:
946     // If either the LHS or the RHS are Zero, the result is zero.
947     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
948                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
949       return true;
950     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
951            "Bits known to be one AND zero?"); 
952
953     // If something is known zero on the RHS, the bits aren't demanded on the
954     // LHS.
955     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownZero,
956                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
957       return true;
958     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
959            "Bits known to be one AND zero?"); 
960
961     // If all of the demanded bits are known 1 on one side, return the other.
962     // These bits cannot contribute to the result of the 'and'.
963     if ((DemandedMask & ~LHSKnownZero & RHSKnownOne) == 
964         (DemandedMask & ~LHSKnownZero))
965       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
966     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & LHSKnownOne) == 
967         (DemandedMask & ~RHSKnownZero))
968       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
969     
970     // If all of the demanded bits in the inputs are known zeros, return zero.
971     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|LHSKnownZero)) == DemandedMask)
972       return UpdateValueUsesWith(I, Constant::getNullValue(VTy));
973       
974     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
975     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask & ~LHSKnownZero))
976       return UpdateValueUsesWith(I, I);
977       
978     // Output known-1 bits are only known if set in both the LHS & RHS.
979     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
980     // Output known-0 are known to be clear if zero in either the LHS | RHS.
981     RHSKnownZero |= LHSKnownZero;
982     break;
983   case Instruction::Or:
984     // If either the LHS or the RHS are One, the result is One.
985     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
986                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
987       return true;
988     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
989            "Bits known to be one AND zero?"); 
990     // If something is known one on the RHS, the bits aren't demanded on the
991     // LHS.
992     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask & ~RHSKnownOne, 
993                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
994       return true;
995     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
996            "Bits known to be one AND zero?"); 
997     
998     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
999     // These bits cannot contribute to the result of the 'or'.
1000     if ((DemandedMask & ~LHSKnownOne & RHSKnownZero) == 
1001         (DemandedMask & ~LHSKnownOne))
1002       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1003     if ((DemandedMask & ~RHSKnownOne & LHSKnownZero) == 
1004         (DemandedMask & ~RHSKnownOne))
1005       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1006
1007     // If all of the potentially set bits on one side are known to be set on
1008     // the other side, just use the 'other' side.
1009     if ((DemandedMask & (~RHSKnownZero) & LHSKnownOne) == 
1010         (DemandedMask & (~RHSKnownZero)))
1011       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1012     if ((DemandedMask & (~LHSKnownZero) & RHSKnownOne) == 
1013         (DemandedMask & (~LHSKnownZero)))
1014       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1015         
1016     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1017     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1018       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1019           
1020     // Output known-0 bits are only known if clear in both the LHS & RHS.
1021     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1022     // Output known-1 are known to be set if set in either the LHS | RHS.
1023     RHSKnownOne |= LHSKnownOne;
1024     break;
1025   case Instruction::Xor: {
1026     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask,
1027                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1028       return true;
1029     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1030            "Bits known to be one AND zero?"); 
1031     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
1032                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1033       return true;
1034     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1035            "Bits known to be one AND zero?"); 
1036     
1037     // If all of the demanded bits are known zero on one side, return the other.
1038     // These bits cannot contribute to the result of the 'xor'.
1039     if ((DemandedMask & RHSKnownZero) == DemandedMask)
1040       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(0));
1041     if ((DemandedMask & LHSKnownZero) == DemandedMask)
1042       return UpdateValueUsesWith(I, I->getOperand(1));
1043     
1044     // Output known-0 bits are known if clear or set in both the LHS & RHS.
1045     APInt KnownZeroOut = (RHSKnownZero & LHSKnownZero) | 
1046                          (RHSKnownOne & LHSKnownOne);
1047     // Output known-1 are known to be set if set in only one of the LHS, RHS.
1048     APInt KnownOneOut = (RHSKnownZero & LHSKnownOne) | 
1049                         (RHSKnownOne & LHSKnownZero);
1050     
1051     // If all of the demanded bits are known to be zero on one side or the
1052     // other, turn this into an *inclusive* or.
1053     //    e.g. (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
1054     if ((DemandedMask & ~RHSKnownZero & ~LHSKnownZero) == 0) {
1055       Instruction *Or =
1056         BinaryOperator::createOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1057                                  I->getName());
1058       InsertNewInstBefore(Or, *I);
1059       return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1060     }
1061     
1062     // If all of the demanded bits on one side are known, and all of the set
1063     // bits on that side are also known to be set on the other side, turn this
1064     // into an AND, as we know the bits will be cleared.
1065     //    e.g. (X | C1) ^ C2 --> (X | C1) & ~C2 iff (C1&C2) == C2
1066     if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask) { 
1067       // all known
1068       if ((RHSKnownOne & LHSKnownOne) == RHSKnownOne) {
1069         Constant *AndC = ConstantInt::get(~RHSKnownOne & DemandedMask);
1070         Instruction *And = 
1071           BinaryOperator::createAnd(I->getOperand(0), AndC, "tmp");
1072         InsertNewInstBefore(And, *I);
1073         return UpdateValueUsesWith(I, And);
1074       }
1075     }
1076     
1077     // If the RHS is a constant, see if we can simplify it.
1078     // FIXME: for XOR, we prefer to force bits to 1 if they will make a -1.
1079     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1080       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1081     
1082     RHSKnownZero = KnownZeroOut;
1083     RHSKnownOne  = KnownOneOut;
1084     break;
1085   }
1086   case Instruction::Select:
1087     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(2), DemandedMask,
1088                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1089       return true;
1090     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedMask, 
1091                              LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1092       return true;
1093     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1094            "Bits known to be one AND zero?"); 
1095     assert((LHSKnownZero & LHSKnownOne) == 0 && 
1096            "Bits known to be one AND zero?"); 
1097     
1098     // If the operands are constants, see if we can simplify them.
1099     if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, DemandedMask))
1100       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1101     if (ShrinkDemandedConstant(I, 2, DemandedMask))
1102       return UpdateValueUsesWith(I, I);
1103     
1104     // Only known if known in both the LHS and RHS.
1105     RHSKnownOne &= LHSKnownOne;
1106     RHSKnownZero &= LHSKnownZero;
1107     break;
1108   case Instruction::Trunc: {
1109     uint32_t truncBf = 
1110       cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
1111     DemandedMask.zext(truncBf);
1112     RHSKnownZero.zext(truncBf);
1113     RHSKnownOne.zext(truncBf);
1114     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask, 
1115                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1116       return true;
1117     DemandedMask.trunc(BitWidth);
1118     RHSKnownZero.trunc(BitWidth);
1119     RHSKnownOne.trunc(BitWidth);
1120     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1121            "Bits known to be one AND zero?"); 
1122     break;
1123   }
1124   case Instruction::BitCast:
1125     if (!I->getOperand(0)->getType()->isInteger())
1126       return false;
1127       
1128     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1129                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1130       return true;
1131     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1132            "Bits known to be one AND zero?"); 
1133     break;
1134   case Instruction::ZExt: {
1135     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1136     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1137     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1138     
1139     DemandedMask.trunc(SrcBitWidth);
1140     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1141     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1142     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMask,
1143                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1144       return true;
1145     DemandedMask.zext(BitWidth);
1146     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1147     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1148     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1149            "Bits known to be one AND zero?"); 
1150     // The top bits are known to be zero.
1151     RHSKnownZero |= APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth);
1152     break;
1153   }
1154   case Instruction::SExt: {
1155     // Compute the bits in the result that are not present in the input.
1156     const IntegerType *SrcTy = cast<IntegerType>(I->getOperand(0)->getType());
1157     uint32_t SrcBitWidth = SrcTy->getBitWidth();
1158     
1159     APInt InputDemandedBits = DemandedMask & 
1160                               APInt::getLowBitsSet(BitWidth, SrcBitWidth);
1161
1162     APInt NewBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth - SrcBitWidth));
1163     // If any of the sign extended bits are demanded, we know that the sign
1164     // bit is demanded.
1165     if ((NewBits & DemandedMask) != 0)
1166       InputDemandedBits.set(SrcBitWidth-1);
1167       
1168     InputDemandedBits.trunc(SrcBitWidth);
1169     RHSKnownZero.trunc(SrcBitWidth);
1170     RHSKnownOne.trunc(SrcBitWidth);
1171     if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InputDemandedBits,
1172                              RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1173       return true;
1174     InputDemandedBits.zext(BitWidth);
1175     RHSKnownZero.zext(BitWidth);
1176     RHSKnownOne.zext(BitWidth);
1177     assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1178            "Bits known to be one AND zero?"); 
1179       
1180     // If the sign bit of the input is known set or clear, then we know the
1181     // top bits of the result.
1182
1183     // If the input sign bit is known zero, or if the NewBits are not demanded
1184     // convert this into a zero extension.
1185     if (RHSKnownZero[SrcBitWidth-1] || (NewBits & ~DemandedMask) == NewBits)
1186     {
1187       // Convert to ZExt cast
1188       CastInst *NewCast = new ZExtInst(I->getOperand(0), VTy, I->getName(), I);
1189       return UpdateValueUsesWith(I, NewCast);
1190     } else if (RHSKnownOne[SrcBitWidth-1]) {    // Input sign bit known set
1191       RHSKnownOne |= NewBits;
1192     }
1193     break;
1194   }
1195   case Instruction::Add: {
1196     // Figure out what the input bits are.  If the top bits of the and result
1197     // are not demanded, then the add doesn't demand them from its input
1198     // either.
1199     uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1200       
1201     // If there is a constant on the RHS, there are a variety of xformations
1202     // we can do.
1203     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1204       // If null, this should be simplified elsewhere.  Some of the xforms here
1205       // won't work if the RHS is zero.
1206       if (RHS->isZero())
1207         break;
1208       
1209       // If the top bit of the output is demanded, demand everything from the
1210       // input.  Otherwise, we demand all the input bits except NLZ top bits.
1211       APInt InDemandedBits(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - NLZ));
1212
1213       // Find information about known zero/one bits in the input.
1214       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), InDemandedBits, 
1215                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1216         return true;
1217
1218       // If the RHS of the add has bits set that can't affect the input, reduce
1219       // the constant.
1220       if (ShrinkDemandedConstant(I, 1, InDemandedBits))
1221         return UpdateValueUsesWith(I, I);
1222       
1223       // Avoid excess work.
1224       if (LHSKnownZero == 0 && LHSKnownOne == 0)
1225         break;
1226       
1227       // Turn it into OR if input bits are zero.
1228       if ((LHSKnownZero & RHS->getValue()) == RHS->getValue()) {
1229         Instruction *Or =
1230           BinaryOperator::createOr(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
1231                                    I->getName());
1232         InsertNewInstBefore(Or, *I);
1233         return UpdateValueUsesWith(I, Or);
1234       }
1235       
1236       // We can say something about the output known-zero and known-one bits,
1237       // depending on potential carries from the input constant and the
1238       // unknowns.  For example if the LHS is known to have at most the 0x0F0F0
1239       // bits set and the RHS constant is 0x01001, then we know we have a known
1240       // one mask of 0x00001 and a known zero mask of 0xE0F0E.
1241       
1242       // To compute this, we first compute the potential carry bits.  These are
1243       // the bits which may be modified.  I'm not aware of a better way to do
1244       // this scan.
1245       const APInt& RHSVal = RHS->getValue();
1246       APInt CarryBits((~LHSKnownZero + RHSVal) ^ (~LHSKnownZero ^ RHSVal));
1247       
1248       // Now that we know which bits have carries, compute the known-1/0 sets.
1249       
1250       // Bits are known one if they are known zero in one operand and one in the
1251       // other, and there is no input carry.
1252       RHSKnownOne = ((LHSKnownZero & RHSVal) | 
1253                      (LHSKnownOne & ~RHSVal)) & ~CarryBits;
1254       
1255       // Bits are known zero if they are known zero in both operands and there
1256       // is no input carry.
1257       RHSKnownZero = LHSKnownZero & ~RHSVal & ~CarryBits;
1258     } else {
1259       // If the high-bits of this ADD are not demanded, then it does not demand
1260       // the high bits of its LHS or RHS.
1261       if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1262         // Right fill the mask of bits for this ADD to demand the most
1263         // significant bit and all those below it.
1264         APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1265         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1266                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1267           return true;
1268         if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1269                                  LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1270           return true;
1271       }
1272     }
1273     break;
1274   }
1275   case Instruction::Sub:
1276     // If the high-bits of this SUB are not demanded, then it does not demand
1277     // the high bits of its LHS or RHS.
1278     if (DemandedMask[BitWidth-1] == 0) {
1279       // Right fill the mask of bits for this SUB to demand the most
1280       // significant bit and all those below it.
1281       uint32_t NLZ = DemandedMask.countLeadingZeros();
1282       APInt DemandedFromOps(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth-NLZ));
1283       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedFromOps,
1284                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1285         return true;
1286       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(1), DemandedFromOps,
1287                                LHSKnownZero, LHSKnownOne, Depth+1))
1288         return true;
1289     }
1290     break;
1291   case Instruction::Shl:
1292     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1293       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1294       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.lshr(ShiftAmt));
1295       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn, 
1296                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1297         return true;
1298       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1299              "Bits known to be one AND zero?"); 
1300       RHSKnownZero <<= ShiftAmt;
1301       RHSKnownOne  <<= ShiftAmt;
1302       // low bits known zero.
1303       if (ShiftAmt)
1304         RHSKnownZero |= APInt::getLowBitsSet(BitWidth, ShiftAmt);
1305     }
1306     break;
1307   case Instruction::LShr:
1308     // For a logical shift right
1309     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1310       uint64_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1311       
1312       // Unsigned shift right.
1313       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1314       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0), DemandedMaskIn,
1315                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1316         return true;
1317       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1318              "Bits known to be one AND zero?"); 
1319       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1320       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1321       if (ShiftAmt) {
1322         // Compute the new bits that are at the top now.
1323         APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1324         RHSKnownZero |= HighBits;  // high bits known zero.
1325       }
1326     }
1327     break;
1328   case Instruction::AShr:
1329     // If this is an arithmetic shift right and only the low-bit is set, we can
1330     // always convert this into a logical shr, even if the shift amount is
1331     // variable.  The low bit of the shift cannot be an input sign bit unless
1332     // the shift amount is >= the size of the datatype, which is undefined.
1333     if (DemandedMask == 1) {
1334       // Perform the logical shift right.
1335       Value *NewVal = BinaryOperator::createLShr(
1336                         I->getOperand(0), I->getOperand(1), I->getName());
1337       InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1338       return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1339     }    
1340     
1341     if (ConstantInt *SA = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
1342       uint32_t ShiftAmt = SA->getLimitedValue(BitWidth);
1343       
1344       // Signed shift right.
1345       APInt DemandedMaskIn(DemandedMask.shl(ShiftAmt));
1346       if (SimplifyDemandedBits(I->getOperand(0),
1347                                DemandedMaskIn,
1348                                RHSKnownZero, RHSKnownOne, Depth+1))
1349         return true;
1350       assert((RHSKnownZero & RHSKnownOne) == 0 && 
1351              "Bits known to be one AND zero?"); 
1352       // Compute the new bits that are at the top now.
1353       APInt HighBits(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, ShiftAmt));
1354       RHSKnownZero = APIntOps::lshr(RHSKnownZero, ShiftAmt);
1355       RHSKnownOne  = APIntOps::lshr(RHSKnownOne, ShiftAmt);
1356         
1357       // Handle the sign bits.
1358       APInt SignBit(APInt::getSignBit(BitWidth));
1359       // Adjust to where it is now in the mask.
1360       SignBit = APIntOps::lshr(SignBit, ShiftAmt);  
1361         
1362       // If the input sign bit is known to be zero, or if none of the top bits
1363       // are demanded, turn this into an unsigned shift right.
1364       if (RHSKnownZero[BitWidth-ShiftAmt-1] || 
1365           (HighBits & ~DemandedMask) == HighBits) {
1366         // Perform the logical shift right.
1367         Value *NewVal = BinaryOperator::createLShr(
1368                           I->getOperand(0), SA, I->getName());
1369         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NewVal), *I);
1370         return UpdateValueUsesWith(I, NewVal);
1371       } else if ((RHSKnownOne & SignBit) != 0) { // New bits are known one.
1372         RHSKnownOne |= HighBits;
1373       }
1374     }
1375     break;
1376   }
1377   
1378   // If the client is only demanding bits that we know, return the known
1379   // constant.
1380   if ((DemandedMask & (RHSKnownZero|RHSKnownOne)) == DemandedMask)
1381     return UpdateValueUsesWith(I, ConstantInt::get(RHSKnownOne));
1382   return false;
1383 }
1384
1385
1386 /// SimplifyDemandedVectorElts - The specified value producecs a vector with
1387 /// 64 or fewer elements.  DemandedElts contains the set of elements that are
1388 /// actually used by the caller.  This method analyzes which elements of the
1389 /// operand are undef and returns that information in UndefElts.
1390 ///
1391 /// If the information about demanded elements can be used to simplify the
1392 /// operation, the operation is simplified, then the resultant value is
1393 /// returned.  This returns null if no change was made.
1394 Value *InstCombiner::SimplifyDemandedVectorElts(Value *V, uint64_t DemandedElts,
1395                                                 uint64_t &UndefElts,
1396                                                 unsigned Depth) {
1397   unsigned VWidth = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
1398   assert(VWidth <= 64 && "Vector too wide to analyze!");
1399   uint64_t EltMask = ~0ULL >> (64-VWidth);
1400   assert(DemandedElts != EltMask && (DemandedElts & ~EltMask) == 0 &&
1401          "Invalid DemandedElts!");
1402
1403   if (isa<UndefValue>(V)) {
1404     // If the entire vector is undefined, just return this info.
1405     UndefElts = EltMask;
1406     return 0;
1407   } else if (DemandedElts == 0) { // If nothing is demanded, provide undef.
1408     UndefElts = EltMask;
1409     return UndefValue::get(V->getType());
1410   }
1411   
1412   UndefElts = 0;
1413   if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
1414     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1415     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1416
1417     std::vector<Constant*> Elts;
1418     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1419       if (!(DemandedElts & (1ULL << i))) {   // If not demanded, set to undef.
1420         Elts.push_back(Undef);
1421         UndefElts |= (1ULL << i);
1422       } else if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i))) {   // Already undef.
1423         Elts.push_back(Undef);
1424         UndefElts |= (1ULL << i);
1425       } else {                               // Otherwise, defined.
1426         Elts.push_back(CP->getOperand(i));
1427       }
1428         
1429     // If we changed the constant, return it.
1430     Constant *NewCP = ConstantVector::get(Elts);
1431     return NewCP != CP ? NewCP : 0;
1432   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
1433     // Simplify the CAZ to a ConstantVector where the non-demanded elements are
1434     // set to undef.
1435     const Type *EltTy = cast<VectorType>(V->getType())->getElementType();
1436     Constant *Zero = Constant::getNullValue(EltTy);
1437     Constant *Undef = UndefValue::get(EltTy);
1438     std::vector<Constant*> Elts;
1439     for (unsigned i = 0; i != VWidth; ++i)
1440       Elts.push_back((DemandedElts & (1ULL << i)) ? Zero : Undef);
1441     UndefElts = DemandedElts ^ EltMask;
1442     return ConstantVector::get(Elts);
1443   }
1444   
1445   if (!V->hasOneUse()) {    // Other users may use these bits.
1446     if (Depth != 0) {       // Not at the root.
1447       // TODO: Just compute the UndefElts information recursively.
1448       return false;
1449     }
1450     return false;
1451   } else if (Depth == 10) {        // Limit search depth.
1452     return false;
1453   }
1454   
1455   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
1456   if (!I) return false;        // Only analyze instructions.
1457   
1458   bool MadeChange = false;
1459   uint64_t UndefElts2;
1460   Value *TmpV;
1461   switch (I->getOpcode()) {
1462   default: break;
1463     
1464   case Instruction::InsertElement: {
1465     // If this is a variable index, we don't know which element it overwrites.
1466     // demand exactly the same input as we produce.
1467     ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(2));
1468     if (Idx == 0) {
1469       // Note that we can't propagate undef elt info, because we don't know
1470       // which elt is getting updated.
1471       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1472                                         UndefElts2, Depth+1);
1473       if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1474       break;
1475     }
1476     
1477     // If this is inserting an element that isn't demanded, remove this
1478     // insertelement.
1479     unsigned IdxNo = Idx->getZExtValue();
1480     if (IdxNo >= VWidth || (DemandedElts & (1ULL << IdxNo)) == 0)
1481       return AddSoonDeadInstToWorklist(*I, 0);
1482     
1483     // Otherwise, the element inserted overwrites whatever was there, so the
1484     // input demanded set is simpler than the output set.
1485     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0),
1486                                       DemandedElts & ~(1ULL << IdxNo),
1487                                       UndefElts, Depth+1);
1488     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1489
1490     // The inserted element is defined.
1491     UndefElts |= 1ULL << IdxNo;
1492     break;
1493   }
1494   case Instruction::BitCast: {
1495     // Packed->packed casts only.
1496     const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(I->getOperand(0)->getType());
1497     if (!VTy) break;
1498     unsigned InVWidth = VTy->getNumElements();
1499     uint64_t InputDemandedElts = 0;
1500     unsigned Ratio;
1501
1502     if (VWidth == InVWidth) {
1503       // If we are converting from <4x i32> -> <4 x f32>, we demand the same
1504       // elements as are demanded of us.
1505       Ratio = 1;
1506       InputDemandedElts = DemandedElts;
1507     } else if (VWidth > InVWidth) {
1508       // Untested so far.
1509       break;
1510       
1511       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1512       // then an input element is live if any of the corresponding output
1513       // elements are live.
1514       Ratio = VWidth/InVWidth;
1515       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx) {
1516         if (DemandedElts & (1ULL << OutIdx))
1517           InputDemandedElts |= 1ULL << (OutIdx/Ratio);
1518       }
1519     } else {
1520       // Untested so far.
1521       break;
1522       
1523       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1524       // then an input element is live if the corresponding output element is
1525       // live.
1526       Ratio = InVWidth/VWidth;
1527       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1528         if (DemandedElts & (1ULL << InIdx/Ratio))
1529           InputDemandedElts |= 1ULL << InIdx;
1530     }
1531     
1532     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1533     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), InputDemandedElts,
1534                                       UndefElts2, Depth+1);
1535     if (TmpV) {
1536       I->setOperand(0, TmpV);
1537       MadeChange = true;
1538     }
1539     
1540     UndefElts = UndefElts2;
1541     if (VWidth > InVWidth) {
1542       assert(0 && "Unimp");
1543       // If there are more elements in the result than there are in the source,
1544       // then an output element is undef if the corresponding input element is
1545       // undef.
1546       for (unsigned OutIdx = 0; OutIdx != VWidth; ++OutIdx)
1547         if (UndefElts2 & (1ULL << (OutIdx/Ratio)))
1548           UndefElts |= 1ULL << OutIdx;
1549     } else if (VWidth < InVWidth) {
1550       assert(0 && "Unimp");
1551       // If there are more elements in the source than there are in the result,
1552       // then a result element is undef if all of the corresponding input
1553       // elements are undef.
1554       UndefElts = ~0ULL >> (64-VWidth);  // Start out all undef.
1555       for (unsigned InIdx = 0; InIdx != InVWidth; ++InIdx)
1556         if ((UndefElts2 & (1ULL << InIdx)) == 0)    // Not undef?
1557           UndefElts &= ~(1ULL << (InIdx/Ratio));    // Clear undef bit.
1558     }
1559     break;
1560   }
1561   case Instruction::And:
1562   case Instruction::Or:
1563   case Instruction::Xor:
1564   case Instruction::Add:
1565   case Instruction::Sub:
1566   case Instruction::Mul:
1567     // div/rem demand all inputs, because they don't want divide by zero.
1568     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(0), DemandedElts,
1569                                       UndefElts, Depth+1);
1570     if (TmpV) { I->setOperand(0, TmpV); MadeChange = true; }
1571     TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(I->getOperand(1), DemandedElts,
1572                                       UndefElts2, Depth+1);
1573     if (TmpV) { I->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1574       
1575     // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1576     // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1577     UndefElts &= UndefElts2;
1578     break;
1579     
1580   case Instruction::Call: {
1581     IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I);
1582     if (!II) break;
1583     switch (II->getIntrinsicID()) {
1584     default: break;
1585       
1586     // Binary vector operations that work column-wise.  A dest element is a
1587     // function of the corresponding input elements from the two inputs.
1588     case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1589     case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1590     case Intrinsic::x86_sse_min_ss:
1591     case Intrinsic::x86_sse_max_ss:
1592     case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1593     case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1594     case Intrinsic::x86_sse2_min_sd:
1595     case Intrinsic::x86_sse2_max_sd:
1596       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), DemandedElts,
1597                                         UndefElts, Depth+1);
1598       if (TmpV) { II->setOperand(1, TmpV); MadeChange = true; }
1599       TmpV = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(2), DemandedElts,
1600                                         UndefElts2, Depth+1);
1601       if (TmpV) { II->setOperand(2, TmpV); MadeChange = true; }
1602
1603       // If only the low elt is demanded and this is a scalarizable intrinsic,
1604       // scalarize it now.
1605       if (DemandedElts == 1) {
1606         switch (II->getIntrinsicID()) {
1607         default: break;
1608         case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1609         case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1610         case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1611         case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1612           // TODO: Lower MIN/MAX/ABS/etc
1613           Value *LHS = II->getOperand(1);
1614           Value *RHS = II->getOperand(2);
1615           // Extract the element as scalars.
1616           LHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(LHS, 0U,"tmp"), *II);
1617           RHS = InsertNewInstBefore(new ExtractElementInst(RHS, 0U,"tmp"), *II);
1618           
1619           switch (II->getIntrinsicID()) {
1620           default: assert(0 && "Case stmts out of sync!");
1621           case Intrinsic::x86_sse_sub_ss:
1622           case Intrinsic::x86_sse2_sub_sd:
1623             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createSub(LHS, RHS,
1624                                                         II->getName()), *II);
1625             break;
1626           case Intrinsic::x86_sse_mul_ss:
1627           case Intrinsic::x86_sse2_mul_sd:
1628             TmpV = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createMul(LHS, RHS,
1629                                                          II->getName()), *II);
1630             break;
1631           }
1632           
1633           Instruction *New =
1634             new InsertElementInst(UndefValue::get(II->getType()), TmpV, 0U,
1635                                   II->getName());
1636           InsertNewInstBefore(New, *II);
1637           AddSoonDeadInstToWorklist(*II, 0);
1638           return New;
1639         }            
1640       }
1641         
1642       // Output elements are undefined if both are undefined.  Consider things
1643       // like undef&0.  The result is known zero, not undef.
1644       UndefElts &= UndefElts2;
1645       break;
1646     }
1647     break;
1648   }
1649   }
1650   return MadeChange ? I : 0;
1651 }
1652
1653 /// @returns true if the specified compare instruction is
1654 /// true when both operands are equal...
1655 /// @brief Determine if the ICmpInst returns true if both operands are equal
1656 static bool isTrueWhenEqual(ICmpInst &ICI) {
1657   ICmpInst::Predicate pred = ICI.getPredicate();
1658   return pred == ICmpInst::ICMP_EQ  || pred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
1659          pred == ICmpInst::ICMP_SGE || pred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1660          pred == ICmpInst::ICMP_SLE;
1661 }
1662
1663 /// AssociativeOpt - Perform an optimization on an associative operator.  This
1664 /// function is designed to check a chain of associative operators for a
1665 /// potential to apply a certain optimization.  Since the optimization may be
1666 /// applicable if the expression was reassociated, this checks the chain, then
1667 /// reassociates the expression as necessary to expose the optimization
1668 /// opportunity.  This makes use of a special Functor, which must define
1669 /// 'shouldApply' and 'apply' methods.
1670 ///
1671 template<typename Functor>
1672 Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
1673   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
1674   Value *LHS = Root.getOperand(0);
1675
1676   // Quick check, see if the immediate LHS matches...
1677   if (F.shouldApply(LHS))
1678     return F.apply(Root);
1679
1680   // Otherwise, if the LHS is not of the same opcode as the root, return.
1681   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
1682   while (LHSI && LHSI->getOpcode() == Opcode && LHSI->hasOneUse()) {
1683     // Should we apply this transform to the RHS?
1684     bool ShouldApply = F.shouldApply(LHSI->getOperand(1));
1685
1686     // If not to the RHS, check to see if we should apply to the LHS...
1687     if (!ShouldApply && F.shouldApply(LHSI->getOperand(0))) {
1688       cast<BinaryOperator>(LHSI)->swapOperands();   // Make the LHS the RHS
1689       ShouldApply = true;
1690     }
1691
1692     // If the functor wants to apply the optimization to the RHS of LHSI,
1693     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
1694     if (ShouldApply) {
1695       BasicBlock *BB = Root.getParent();
1696
1697       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
1698       // and perform the reassociation.
1699       Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
1700
1701       // First move the selected RHS to the LHS of the root...
1702       Root.setOperand(0, LHSI->getOperand(1));
1703
1704       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
1705       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
1706       if (&Root == TmpLHSI) {
1707         Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
1708         return 0;
1709       }
1710       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
1711       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
1712       TmpLHSI->getParent()->getInstList().remove(TmpLHSI);
1713       BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
1714       BB->getInstList().insert(ARI, TmpLHSI);    // Move TmpLHSI to after Root
1715       ARI = Root;
1716
1717       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
1718       // get to LHSI.
1719       while (TmpLHSI != LHSI) {
1720         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
1721         // Move the instruction to immediately before the chain we are
1722         // constructing to avoid breaking dominance properties.
1723         NextLHSI->getParent()->getInstList().remove(NextLHSI);
1724         BB->getInstList().insert(ARI, NextLHSI);
1725         ARI = NextLHSI;
1726
1727         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
1728         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
1729         TmpLHSI = NextLHSI;
1730         ExtraOperand = NextOp;
1731       }
1732
1733       // Now that the instructions are reassociated, have the functor perform
1734       // the transformation...
1735       return F.apply(Root);
1736     }
1737
1738     LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHSI->getOperand(0));
1739   }
1740   return 0;
1741 }
1742
1743
1744 // AddRHS - Implements: X + X --> X << 1
1745 struct AddRHS {
1746   Value *RHS;
1747   AddRHS(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
1748   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
1749   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1750     return BinaryOperator::createShl(Add.getOperand(0),
1751                                   ConstantInt::get(Add.getType(), 1));
1752   }
1753 };
1754
1755 // AddMaskingAnd - Implements (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2)
1756 //                 iff C1&C2 == 0
1757 struct AddMaskingAnd {
1758   Constant *C2;
1759   AddMaskingAnd(Constant *c) : C2(c) {}
1760   bool shouldApply(Value *LHS) const {
1761     ConstantInt *C1;
1762     return match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C1))) &&
1763            ConstantExpr::getAnd(C1, C2)->isNullValue();
1764   }
1765   Instruction *apply(BinaryOperator &Add) const {
1766     return BinaryOperator::createOr(Add.getOperand(0), Add.getOperand(1));
1767   }
1768 };
1769
1770 static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &I, Value *SO,
1771                                              InstCombiner *IC) {
1772   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(&I)) {
1773     if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO))
1774       return ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), SOC, I.getType());
1775
1776     return IC->InsertNewInstBefore(CastInst::create(
1777           CI->getOpcode(), SO, I.getType(), SO->getName() + ".cast"), I);
1778   }
1779
1780   // Figure out if the constant is the left or the right argument.
1781   bool ConstIsRHS = isa<Constant>(I.getOperand(1));
1782   Constant *ConstOperand = cast<Constant>(I.getOperand(ConstIsRHS));
1783
1784   if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
1785     if (ConstIsRHS)
1786       return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
1787     return ConstantExpr::get(I.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
1788   }
1789
1790   Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
1791   if (!ConstIsRHS)
1792     std::swap(Op0, Op1);
1793   Instruction *New;
1794   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I))
1795     New = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), Op0, Op1,SO->getName()+".op");
1796   else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1797     New = CmpInst::create(CI->getOpcode(), CI->getPredicate(), Op0, Op1, 
1798                           SO->getName()+".cmp");
1799   else {
1800     assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
1801     abort();
1802   }
1803   return IC->InsertNewInstBefore(New, I);
1804 }
1805
1806 // FoldOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
1807 // constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
1808 // select arguments.  This also works for Cast instructions, which obviously do
1809 // not have a second operand.
1810 static Instruction *FoldOpIntoSelect(Instruction &Op, SelectInst *SI,
1811                                      InstCombiner *IC) {
1812   // Don't modify shared select instructions
1813   if (!SI->hasOneUse()) return 0;
1814   Value *TV = SI->getOperand(1);
1815   Value *FV = SI->getOperand(2);
1816
1817   if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
1818     // Bool selects with constant operands can be folded to logical ops.
1819     if (SI->getType() == Type::Int1Ty) return 0;
1820
1821     Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, TV, IC);
1822     Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(Op, FV, IC);
1823
1824     return new SelectInst(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
1825                           SelectFalseVal);
1826   }
1827   return 0;
1828 }
1829
1830
1831 /// FoldOpIntoPhi - Given a binary operator or cast instruction which has a PHI
1832 /// node as operand #0, see if we can fold the instruction into the PHI (which
1833 /// is only possible if all operands to the PHI are constants).
1834 Instruction *InstCombiner::FoldOpIntoPhi(Instruction &I) {
1835   PHINode *PN = cast<PHINode>(I.getOperand(0));
1836   unsigned NumPHIValues = PN->getNumIncomingValues();
1837   if (!PN->hasOneUse() || NumPHIValues == 0) return 0;
1838
1839   // Check to see if all of the operands of the PHI are constants.  If there is
1840   // one non-constant value, remember the BB it is.  If there is more than one
1841   // or if *it* is a PHI, bail out.
1842   BasicBlock *NonConstBB = 0;
1843   for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i)
1844     if (!isa<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1845       if (NonConstBB) return 0;  // More than one non-const value.
1846       if (isa<PHINode>(PN->getIncomingValue(i))) return 0;  // Itself a phi.
1847       NonConstBB = PN->getIncomingBlock(i);
1848       
1849       // If the incoming non-constant value is in I's block, we have an infinite
1850       // loop.
1851       if (NonConstBB == I.getParent())
1852         return 0;
1853     }
1854   
1855   // If there is exactly one non-constant value, we can insert a copy of the
1856   // operation in that block.  However, if this is a critical edge, we would be
1857   // inserting the computation one some other paths (e.g. inside a loop).  Only
1858   // do this if the pred block is unconditionally branching into the phi block.
1859   if (NonConstBB) {
1860     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(NonConstBB->getTerminator());
1861     if (!BI || !BI->isUnconditional()) return 0;
1862   }
1863
1864   // Okay, we can do the transformation: create the new PHI node.
1865   PHINode *NewPN = new PHINode(I.getType(), "");
1866   NewPN->reserveOperandSpace(PN->getNumOperands()/2);
1867   InsertNewInstBefore(NewPN, *PN);
1868   NewPN->takeName(PN);
1869
1870   // Next, add all of the operands to the PHI.
1871   if (I.getNumOperands() == 2) {
1872     Constant *C = cast<Constant>(I.getOperand(1));
1873     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1874       Value *InV;
1875       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1876         if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1877           InV = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(), InC, C);
1878         else
1879           InV = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), InC, C);
1880       } else {
1881         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1882         if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&I)) 
1883           InV = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(),
1884                                        PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1885                                        NonConstBB->getTerminator());
1886         else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(&I))
1887           InV = CmpInst::create(CI->getOpcode(), 
1888                                 CI->getPredicate(),
1889                                 PN->getIncomingValue(i), C, "phitmp",
1890                                 NonConstBB->getTerminator());
1891         else
1892           assert(0 && "Unknown binop!");
1893         
1894         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1895       }
1896       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1897     }
1898   } else { 
1899     CastInst *CI = cast<CastInst>(&I);
1900     const Type *RetTy = CI->getType();
1901     for (unsigned i = 0; i != NumPHIValues; ++i) {
1902       Value *InV;
1903       if (Constant *InC = dyn_cast<Constant>(PN->getIncomingValue(i))) {
1904         InV = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), InC, RetTy);
1905       } else {
1906         assert(PN->getIncomingBlock(i) == NonConstBB);
1907         InV = CastInst::create(CI->getOpcode(), PN->getIncomingValue(i), 
1908                                I.getType(), "phitmp", 
1909                                NonConstBB->getTerminator());
1910         AddToWorkList(cast<Instruction>(InV));
1911       }
1912       NewPN->addIncoming(InV, PN->getIncomingBlock(i));
1913     }
1914   }
1915   return ReplaceInstUsesWith(I, NewPN);
1916 }
1917
1918 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
1919   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
1920   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
1921
1922   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
1923     // X + undef -> undef
1924     if (isa<UndefValue>(RHS))
1925       return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
1926
1927     // X + 0 --> X
1928     if (!I.getType()->isFPOrFPVector()) { // NOTE: -0 + +0 = +0.
1929       if (RHSC->isNullValue())
1930         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1931     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHSC)) {
1932       if (CFP->isExactlyValue(-0.0))
1933         return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
1934     }
1935
1936     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
1937       // X + (signbit) --> X ^ signbit
1938       const APInt& Val = CI->getValue();
1939       uint32_t BitWidth = Val.getBitWidth();
1940       if (Val == APInt::getSignBit(BitWidth))
1941         return BinaryOperator::createXor(LHS, RHS);
1942       
1943       // See if SimplifyDemandedBits can simplify this.  This handles stuff like
1944       // (X & 254)+1 -> (X&254)|1
1945       if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
1946         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
1947         if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
1948                                  KnownZero, KnownOne))
1949           return &I;
1950       }
1951     }
1952
1953     if (isa<PHINode>(LHS))
1954       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
1955         return NV;
1956     
1957     ConstantInt *XorRHS = 0;
1958     Value *XorLHS = 0;
1959     if (isa<ConstantInt>(RHSC) &&
1960         match(LHS, m_Xor(m_Value(XorLHS), m_ConstantInt(XorRHS)))) {
1961       uint32_t TySizeBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1962       const APInt& RHSVal = cast<ConstantInt>(RHSC)->getValue();
1963       
1964       uint32_t Size = TySizeBits / 2;
1965       APInt C0080Val(APInt(TySizeBits, 1ULL).shl(Size - 1));
1966       APInt CFF80Val(-C0080Val);
1967       do {
1968         if (TySizeBits > Size) {
1969           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0x80), 0xF..F80), it's a sext.
1970           // If we have ADD(XOR(AND(X, 0xFF), 0xF..F80), 0x80), it's a sext.
1971           if ((RHSVal == CFF80Val && XorRHS->getValue() == C0080Val) ||
1972               (RHSVal == C0080Val && XorRHS->getValue() == CFF80Val)) {
1973             // This is a sign extend if the top bits are known zero.
1974             if (!MaskedValueIsZero(XorLHS, 
1975                    APInt::getHighBitsSet(TySizeBits, TySizeBits - Size)))
1976               Size = 0;  // Not a sign ext, but can't be any others either.
1977             break;
1978           }
1979         }
1980         Size >>= 1;
1981         C0080Val = APIntOps::lshr(C0080Val, Size);
1982         CFF80Val = APIntOps::ashr(CFF80Val, Size);
1983       } while (Size >= 1);
1984       
1985       // FIXME: This shouldn't be necessary. When the backends can handle types
1986       // with funny bit widths then this whole cascade of if statements should
1987       // be removed. It is just here to get the size of the "middle" type back
1988       // up to something that the back ends can handle.
1989       const Type *MiddleType = 0;
1990       switch (Size) {
1991         default: break;
1992         case 32: MiddleType = Type::Int32Ty; break;
1993         case 16: MiddleType = Type::Int16Ty; break;
1994         case  8: MiddleType = Type::Int8Ty; break;
1995       }
1996       if (MiddleType) {
1997         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(XorLHS, MiddleType, "sext");
1998         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
1999         return new SExtInst(NewTrunc, I.getType(), I.getName());
2000       }
2001     }
2002   }
2003
2004   // X + X --> X << 1
2005   if (I.getType()->isInteger() && I.getType() != Type::Int1Ty) {
2006     if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, AddRHS(RHS))) return Result;
2007
2008     if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(RHS)) {
2009       if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2010         if (LHS == RHSI->getOperand(1))                   // A + (B - A) --> B
2011           return ReplaceInstUsesWith(I, RHSI->getOperand(0));
2012     }
2013     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS)) {
2014       if (LHSI->getOpcode() == Instruction::Sub)
2015         if (RHS == LHSI->getOperand(1))                   // (B - A) + A --> B
2016           return ReplaceInstUsesWith(I, LHSI->getOperand(0));
2017     }
2018   }
2019
2020   // -A + B  -->  B - A
2021   if (Value *V = dyn_castNegVal(LHS))
2022     return BinaryOperator::createSub(RHS, V);
2023
2024   // A + -B  -->  A - B
2025   if (!isa<Constant>(RHS))
2026     if (Value *V = dyn_castNegVal(RHS))
2027       return BinaryOperator::createSub(LHS, V);
2028
2029
2030   ConstantInt *C2;
2031   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(LHS, C2)) {
2032     if (X == RHS)   // X*C + X --> X * (C+1)
2033       return BinaryOperator::createMul(RHS, AddOne(C2));
2034
2035     // X*C1 + X*C2 --> X * (C1+C2)
2036     ConstantInt *C1;
2037     if (X == dyn_castFoldableMul(RHS, C1))
2038       return BinaryOperator::createMul(X, Add(C1, C2));
2039   }
2040
2041   // X + X*C --> X * (C+1)
2042   if (dyn_castFoldableMul(RHS, C2) == LHS)
2043     return BinaryOperator::createMul(LHS, AddOne(C2));
2044
2045   // X + ~X --> -1   since   ~X = -X-1
2046   if (dyn_castNotVal(LHS) == RHS ||
2047       dyn_castNotVal(RHS) == LHS)
2048     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
2049   
2050
2051   // (A & C1)+(B & C2) --> (A & C1)|(B & C2) iff C1&C2 == 0
2052   if (match(RHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(C2))))
2053     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, AddMaskingAnd(C2)))
2054       return R;
2055
2056   if (ConstantInt *CRHS = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
2057     Value *X = 0;
2058     if (match(LHS, m_Not(m_Value(X))))    // ~X + C --> (C-1) - X
2059       return BinaryOperator::createSub(SubOne(CRHS), X);
2060
2061     // (X & FF00) + xx00  -> (X+xx00) & FF00
2062     if (LHS->hasOneUse() && match(LHS, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C2)))) {
2063       Constant *Anded = And(CRHS, C2);
2064       if (Anded == CRHS) {
2065         // See if all bits from the first bit set in the Add RHS up are included
2066         // in the mask.  First, get the rightmost bit.
2067         const APInt& AddRHSV = CRHS->getValue();
2068
2069         // Form a mask of all bits from the lowest bit added through the top.
2070         APInt AddRHSHighBits(~((AddRHSV & -AddRHSV)-1));
2071
2072         // See if the and mask includes all of these bits.
2073         APInt AddRHSHighBitsAnd(AddRHSHighBits & C2->getValue());
2074
2075         if (AddRHSHighBits == AddRHSHighBitsAnd) {
2076           // Okay, the xform is safe.  Insert the new add pronto.
2077           Value *NewAdd = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(X, CRHS,
2078                                                             LHS->getName()), I);
2079           return BinaryOperator::createAnd(NewAdd, C2);
2080         }
2081       }
2082     }
2083
2084     // Try to fold constant add into select arguments.
2085     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(LHS))
2086       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2087         return R;
2088   }
2089
2090   // add (cast *A to intptrtype) B -> 
2091   //   cast (GEP (cast *A to sbyte*) B) -> 
2092   //     intptrtype
2093   {
2094     CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(LHS);
2095     Value *Other = RHS;
2096     if (!CI) {
2097       CI = dyn_cast<CastInst>(RHS);
2098       Other = LHS;
2099     }
2100     if (CI && CI->getType()->isSized() && 
2101         (CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() == 
2102          TD->getIntPtrType()->getPrimitiveSizeInBits()) 
2103         && isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
2104       Value *I2 = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, CI->getOperand(0),
2105                                    PointerType::get(Type::Int8Ty), I);
2106       I2 = InsertNewInstBefore(new GetElementPtrInst(I2, Other, "ctg2"), I);
2107       return new PtrToIntInst(I2, CI->getType());
2108     }
2109   }
2110
2111   return Changed ? &I : 0;
2112 }
2113
2114 // isSignBit - Return true if the value represented by the constant only has the
2115 // highest order bit set.
2116 static bool isSignBit(ConstantInt *CI) {
2117   uint32_t NumBits = CI->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2118   return CI->getValue() == APInt::getSignBit(NumBits);
2119 }
2120
2121 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
2122   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2123
2124   if (Op0 == Op1)         // sub X, X  -> 0
2125     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2126
2127   // If this is a 'B = x-(-A)', change to B = x+A...
2128   if (Value *V = dyn_castNegVal(Op1))
2129     return BinaryOperator::createAdd(Op0, V);
2130
2131   if (isa<UndefValue>(Op0))
2132     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);    // undef - X -> undef
2133   if (isa<UndefValue>(Op1))
2134     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);    // X - undef -> undef
2135
2136   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2137     // Replace (-1 - A) with (~A)...
2138     if (C->isAllOnesValue())
2139       return BinaryOperator::createNot(Op1);
2140
2141     // C - ~X == X + (1+C)
2142     Value *X = 0;
2143     if (match(Op1, m_Not(m_Value(X))))
2144       return BinaryOperator::createAdd(X, AddOne(C));
2145
2146     // -(X >>u 31) -> (X >>s 31)
2147     // -(X >>s 31) -> (X >>u 31)
2148     if (C->isZero()) {
2149       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1))
2150         if (SI->getOpcode() == Instruction::LShr) {
2151           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2152             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2153             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2154                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2155               // Ok, the transformation is safe.  Insert AShr.
2156               return BinaryOperator::create(Instruction::AShr, 
2157                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2158             }
2159           }
2160         }
2161         else if (SI->getOpcode() == Instruction::AShr) {
2162           if (ConstantInt *CU = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
2163             // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
2164             if (CU->getLimitedValue(SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) ==
2165                 SI->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1) {
2166               // Ok, the transformation is safe.  Insert LShr. 
2167               return BinaryOperator::createLShr(
2168                                           SI->getOperand(0), CU, SI->getName());
2169             }
2170           }
2171         } 
2172     }
2173
2174     // Try to fold constant sub into select arguments.
2175     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
2176       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2177         return R;
2178
2179     if (isa<PHINode>(Op0))
2180       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2181         return NV;
2182   }
2183
2184   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
2185     if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Add &&
2186         !Op0->getType()->isFPOrFPVector()) {
2187       if (Op1I->getOperand(0) == Op0)              // X-(X+Y) == -Y
2188         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(1), I.getName());
2189       else if (Op1I->getOperand(1) == Op0)         // X-(Y+X) == -Y
2190         return BinaryOperator::createNeg(Op1I->getOperand(0), I.getName());
2191       else if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
2192         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1I->getOperand(1)))
2193           // C1-(X+C2) --> (C1-C2)-X
2194           return BinaryOperator::createSub(Subtract(CI1, CI2), 
2195                                            Op1I->getOperand(0));
2196       }
2197     }
2198
2199     if (Op1I->hasOneUse()) {
2200       // Replace (x - (y - z)) with (x + (z - y)) if the (y - z) subexpression
2201       // is not used by anyone else...
2202       //
2203       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Sub &&
2204           !Op1I->getType()->isFPOrFPVector()) {
2205         // Swap the two operands of the subexpr...
2206         Value *IIOp0 = Op1I->getOperand(0), *IIOp1 = Op1I->getOperand(1);
2207         Op1I->setOperand(0, IIOp1);
2208         Op1I->setOperand(1, IIOp0);
2209
2210         // Create the new top level add instruction...
2211         return BinaryOperator::createAdd(Op0, Op1);
2212       }
2213
2214       // Replace (A - (A & B)) with (A & ~B) if this is the only use of (A&B)...
2215       //
2216       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::And &&
2217           (Op1I->getOperand(0) == Op0 || Op1I->getOperand(1) == Op0)) {
2218         Value *OtherOp = Op1I->getOperand(Op1I->getOperand(0) == Op0);
2219
2220         Value *NewNot =
2221           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(OtherOp, "B.not"), I);
2222         return BinaryOperator::createAnd(Op0, NewNot);
2223       }
2224
2225       // 0 - (X sdiv C)  -> (X sdiv -C)
2226       if (Op1I->getOpcode() == Instruction::SDiv)
2227         if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2228           if (CSI->isZero())
2229             if (Constant *DivRHS = dyn_cast<Constant>(Op1I->getOperand(1)))
2230               return BinaryOperator::createSDiv(Op1I->getOperand(0),
2231                                                ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
2232
2233       // X - X*C --> X * (1-C)
2234       ConstantInt *C2 = 0;
2235       if (dyn_castFoldableMul(Op1I, C2) == Op0) {
2236         Constant *CP1 = Subtract(ConstantInt::get(I.getType(), 1), C2);
2237         return BinaryOperator::createMul(Op0, CP1);
2238       }
2239     }
2240   }
2241
2242   if (!Op0->getType()->isFPOrFPVector())
2243     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2244       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
2245         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (Y+X)-Y == X
2246           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
2247         else if (Op0I->getOperand(1) == Op1)        // (X+Y)-Y == X
2248           return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
2249       } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub) {
2250         if (Op0I->getOperand(0) == Op1)             // (X-Y)-X == -Y
2251           return BinaryOperator::createNeg(Op0I->getOperand(1), I.getName());
2252       }
2253
2254   ConstantInt *C1;
2255   if (Value *X = dyn_castFoldableMul(Op0, C1)) {
2256     if (X == Op1)  // X*C - X --> X * (C-1)
2257       return BinaryOperator::createMul(Op1, SubOne(C1));
2258
2259     ConstantInt *C2;   // X*C1 - X*C2 -> X * (C1-C2)
2260     if (X == dyn_castFoldableMul(Op1, C2))
2261       return BinaryOperator::createMul(Op1, Subtract(C1, C2));
2262   }
2263   return 0;
2264 }
2265
2266 /// isSignBitCheck - Given an exploded icmp instruction, return true if it
2267 /// really just returns true if the most significant (sign) bit is set.
2268 static bool isSignBitCheck(ICmpInst::Predicate pred, ConstantInt *RHS) {
2269   switch (pred) {
2270     case ICmpInst::ICMP_SLT: 
2271       // True if LHS s< RHS and RHS == 0
2272       return RHS->isZero();
2273     case ICmpInst::ICMP_SLE: 
2274       // True if LHS s<= RHS and RHS == -1
2275       return RHS->isAllOnesValue();
2276     case ICmpInst::ICMP_UGE: 
2277       // True if LHS u>= RHS and RHS == high-bit-mask (2^7, 2^15, 2^31, etc)
2278       return RHS->getValue() == 
2279              APInt::getSignBit(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2280     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2281       // True if LHS u> RHS and RHS == high-bit-mask - 1
2282       return RHS->getValue() ==
2283              APInt::getSignedMaxValue(RHS->getType()->getPrimitiveSizeInBits());
2284     default:
2285       return false;
2286   }
2287 }
2288
2289 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
2290   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
2291   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2292
2293   if (isa<UndefValue>(I.getOperand(1)))              // undef * X -> 0
2294     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2295
2296   // Simplify mul instructions with a constant RHS...
2297   if (Constant *Op1 = dyn_cast<Constant>(I.getOperand(1))) {
2298     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2299
2300       // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
2301       if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2302         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
2303           if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2304             return BinaryOperator::createMul(SI->getOperand(0),
2305                                              ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
2306
2307       if (CI->isZero())
2308         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X * 0  == 0
2309       if (CI->equalsInt(1))                  // X * 1  == X
2310         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2311       if (CI->isAllOnesValue())              // X * -1 == 0 - X
2312         return BinaryOperator::createNeg(Op0, I.getName());
2313
2314       const APInt& Val = cast<ConstantInt>(CI)->getValue();
2315       if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
2316         return BinaryOperator::createShl(Op0,
2317                  ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2()));
2318       }
2319     } else if (ConstantFP *Op1F = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
2320       if (Op1F->isNullValue())
2321         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2322
2323       // "In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for nans.  However,
2324       // ANSI says we can drop signals, so we can do this anyway." (from GCC)
2325       if (Op1F->getValue() == 1.0)
2326         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
2327     }
2328     
2329     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
2330       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add && Op0I->hasOneUse() &&
2331           isa<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1))) {
2332         // Canonicalize (X+C1)*C2 -> X*C2+C1*C2.
2333         Instruction *Add = BinaryOperator::createMul(Op0I->getOperand(0),
2334                                                      Op1, "tmp");
2335         InsertNewInstBefore(Add, I);
2336         Value *C1C2 = ConstantExpr::getMul(Op1, 
2337                                            cast<Constant>(Op0I->getOperand(1)));
2338         return BinaryOperator::createAdd(Add, C1C2);
2339         
2340       }
2341
2342     // Try to fold constant mul into select arguments.
2343     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2344       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2345         return R;
2346
2347     if (isa<PHINode>(Op0))
2348       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2349         return NV;
2350   }
2351
2352   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
2353     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
2354       return BinaryOperator::createMul(Op0v, Op1v);
2355
2356   // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
2357   // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
2358   // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
2359   // formed.
2360   CastInst *BoolCast = 0;
2361   if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(0)))
2362     if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2363       BoolCast = CI;
2364   if (!BoolCast)
2365     if (ZExtInst *CI = dyn_cast<ZExtInst>(I.getOperand(1)))
2366       if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::Int1Ty)
2367         BoolCast = CI;
2368   if (BoolCast) {
2369     if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
2370       Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
2371       const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
2372
2373       // If the icmp is true iff the sign bit of X is set, then convert this
2374       // multiply into a shift/and combination.
2375       if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
2376           isSignBitCheck(SCI->getPredicate(), cast<ConstantInt>(SCIOp1))) {
2377         // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
2378         Constant *Amt = ConstantInt::get(SCIOp0->getType(),
2379                                           SCOpTy->getPrimitiveSizeInBits()-1);
2380         Value *V =
2381           InsertNewInstBefore(
2382             BinaryOperator::create(Instruction::AShr, SCIOp0, Amt,
2383                                             BoolCast->getOperand(0)->getName()+
2384                                             ".mask"), I);
2385
2386         // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
2387         // or truncate to the multiply type.
2388         if (I.getType() != V->getType()) {
2389           uint32_t SrcBits = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2390           uint32_t DstBits = I.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2391           Instruction::CastOps opcode = 
2392             (SrcBits == DstBits ? Instruction::BitCast : 
2393              (SrcBits < DstBits ? Instruction::SExt : Instruction::Trunc));
2394           V = InsertCastBefore(opcode, V, I.getType(), I);
2395         }
2396
2397         Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
2398         return BinaryOperator::createAnd(V, OtherOp);
2399       }
2400     }
2401   }
2402
2403   return Changed ? &I : 0;
2404 }
2405
2406 /// This function implements the transforms on div instructions that work
2407 /// regardless of the kind of div instruction it is (udiv, sdiv, or fdiv). It is
2408 /// used by the visitors to those instructions.
2409 /// @brief Transforms common to all three div instructions
2410 Instruction *InstCombiner::commonDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2411   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2412
2413   // undef / X -> 0
2414   if (isa<UndefValue>(Op0))
2415     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2416
2417   // X / undef -> undef
2418   if (isa<UndefValue>(Op1))
2419     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
2420
2421   // Handle cases involving: div X, (select Cond, Y, Z)
2422   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2423     // div X, (Cond ? 0 : Y) -> div X, Y.  If the div and the select are in the
2424     // same basic block, then we replace the select with Y, and the condition 
2425     // of the select with false (if the cond value is in the same BB).  If the
2426     // select has uses other than the div, this allows them to be simplified
2427     // also. Note that div X, Y is just as good as div X, 0 (undef)
2428     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2429       if (ST->isNullValue()) {
2430         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2431         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2432           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
2433         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2434           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
2435         else
2436           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
2437         return &I;
2438       }
2439
2440     // Likewise for: div X, (Cond ? Y : 0) -> div X, Y
2441     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2442       if (ST->isNullValue()) {
2443         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2444         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2445           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
2446         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2447           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
2448         else
2449           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
2450         return &I;
2451       }
2452   }
2453
2454   return 0;
2455 }
2456
2457 /// This function implements the transforms common to both integer division
2458 /// instructions (udiv and sdiv). It is called by the visitors to those integer
2459 /// division instructions.
2460 /// @brief Common integer divide transforms
2461 Instruction *InstCombiner::commonIDivTransforms(BinaryOperator &I) {
2462   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2463
2464   if (Instruction *Common = commonDivTransforms(I))
2465     return Common;
2466
2467   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2468     // div X, 1 == X
2469     if (RHS->equalsInt(1))
2470       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
2471
2472     // (X / C1) / C2  -> X / (C1*C2)
2473     if (Instruction *LHS = dyn_cast<Instruction>(Op0))
2474       if (Instruction::BinaryOps(LHS->getOpcode()) == I.getOpcode())
2475         if (ConstantInt *LHSRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHS->getOperand(1))) {
2476           return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), LHS->getOperand(0),
2477                                         Multiply(RHS, LHSRHS));
2478         }
2479
2480     if (!RHS->isZero()) { // avoid X udiv 0
2481       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
2482         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2483           return R;
2484       if (isa<PHINode>(Op0))
2485         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2486           return NV;
2487     }
2488   }
2489
2490   // 0 / X == 0, we don't need to preserve faults!
2491   if (ConstantInt *LHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2492     if (LHS->equalsInt(0))
2493       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2494
2495   return 0;
2496 }
2497
2498 Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
2499   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2500
2501   // Handle the integer div common cases
2502   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2503     return Common;
2504
2505   // X udiv C^2 -> X >> C
2506   // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
2507   // if so, convert to a right shift.
2508   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2509     if (C->getValue().isPowerOf2())  // 0 not included in isPowerOf2
2510       return BinaryOperator::createLShr(Op0, 
2511                ConstantInt::get(Op0->getType(), C->getValue().logBase2()));
2512   }
2513
2514   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
2515   if (BinaryOperator *RHSI = dyn_cast<BinaryOperator>(I.getOperand(1))) {
2516     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2517         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2518       const APInt& C1 = cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue();
2519       if (C1.isPowerOf2()) {
2520         Value *N = RHSI->getOperand(1);
2521         const Type *NTy = N->getType();
2522         if (uint32_t C2 = C1.logBase2()) {
2523           Constant *C2V = ConstantInt::get(NTy, C2);
2524           N = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(N, C2V, "tmp"), I);
2525         }
2526         return BinaryOperator::createLShr(Op0, N);
2527       }
2528     }
2529   }
2530   
2531   // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
2532   // where C1&C2 are powers of two.
2533   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) 
2534     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2535       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2)))  {
2536         const APInt &TVA = STO->getValue(), &FVA = SFO->getValue();
2537         if (TVA.isPowerOf2() && FVA.isPowerOf2()) {
2538           // Compute the shift amounts
2539           uint32_t TSA = TVA.logBase2(), FSA = FVA.logBase2();
2540           // Construct the "on true" case of the select
2541           Constant *TC = ConstantInt::get(Op0->getType(), TSA);
2542           Instruction *TSI = BinaryOperator::createLShr(
2543                                                  Op0, TC, SI->getName()+".t");
2544           TSI = InsertNewInstBefore(TSI, I);
2545   
2546           // Construct the "on false" case of the select
2547           Constant *FC = ConstantInt::get(Op0->getType(), FSA); 
2548           Instruction *FSI = BinaryOperator::createLShr(
2549                                                  Op0, FC, SI->getName()+".f");
2550           FSI = InsertNewInstBefore(FSI, I);
2551
2552           // construct the select instruction and return it.
2553           return new SelectInst(SI->getOperand(0), TSI, FSI, SI->getName());
2554         }
2555       }
2556   return 0;
2557 }
2558
2559 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
2560   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2561
2562   // Handle the integer div common cases
2563   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
2564     return Common;
2565
2566   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2567     // sdiv X, -1 == -X
2568     if (RHS->isAllOnesValue())
2569       return BinaryOperator::createNeg(Op0);
2570
2571     // -X/C -> X/-C
2572     if (Value *LHSNeg = dyn_castNegVal(Op0))
2573       return BinaryOperator::createSDiv(LHSNeg, ConstantExpr::getNeg(RHS));
2574   }
2575
2576   // If the sign bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2577   // unsigned inputs), turn this into a udiv.
2578   if (I.getType()->isInteger()) {
2579     APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2580     if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2581       return BinaryOperator::createUDiv(Op0, Op1, I.getName());
2582     }
2583   }      
2584   
2585   return 0;
2586 }
2587
2588 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
2589   return commonDivTransforms(I);
2590 }
2591
2592 /// GetFactor - If we can prove that the specified value is at least a multiple
2593 /// of some factor, return that factor.
2594 static Constant *GetFactor(Value *V) {
2595   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V))
2596     return CI;
2597   
2598   // Unless we can be tricky, we know this is a multiple of 1.
2599   Constant *Result = ConstantInt::get(V->getType(), 1);
2600   
2601   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
2602   if (!I) return Result;
2603   
2604   if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
2605     // Handle multiplies by a constant, etc.
2606     return ConstantExpr::getMul(GetFactor(I->getOperand(0)),
2607                                 GetFactor(I->getOperand(1)));
2608   } else if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
2609     // (X<<C) -> X * (1 << C)
2610     if (Constant *ShRHS = dyn_cast<Constant>(I->getOperand(1))) {
2611       ShRHS = ConstantExpr::getShl(Result, ShRHS);
2612       return ConstantExpr::getMul(GetFactor(I->getOperand(0)), ShRHS);
2613     }
2614   } else if (I->getOpcode() == Instruction::And) {
2615     if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
2616       // X & 0xFFF0 is known to be a multiple of 16.
2617       uint32_t Zeros = RHS->getValue().countTrailingZeros();
2618       if (Zeros != V->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
2619         return ConstantExpr::getShl(Result, 
2620                                     ConstantInt::get(Result->getType(), Zeros));
2621     }
2622   } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
2623     // Only handle int->int casts.
2624     if (!CI->isIntegerCast())
2625       return Result;
2626     Value *Op = CI->getOperand(0);
2627     return ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(), GetFactor(Op), V->getType());
2628   }    
2629   return Result;
2630 }
2631
2632 /// This function implements the transforms on rem instructions that work
2633 /// regardless of the kind of rem instruction it is (urem, srem, or frem). It 
2634 /// is used by the visitors to those instructions.
2635 /// @brief Transforms common to all three rem instructions
2636 Instruction *InstCombiner::commonRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2637   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2638
2639   // 0 % X == 0, we don't need to preserve faults!
2640   if (Constant *LHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
2641     if (LHS->isNullValue())
2642       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2643
2644   if (isa<UndefValue>(Op0))              // undef % X -> 0
2645     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2646   if (isa<UndefValue>(Op1))
2647     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X % undef -> undef
2648
2649   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)
2650   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2651     // rem X, (Cond ? 0 : Y) -> rem X, Y.  If the rem and the select are in
2652     // the same basic block, then we replace the select with Y, and the
2653     // condition of the select with false (if the cond value is in the same
2654     // BB).  If the select has uses other than the div, this allows them to be
2655     // simplified also.
2656     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
2657       if (ST->isNullValue()) {
2658         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2659         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2660           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getFalse());
2661         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2662           I.setOperand(1, SI->getOperand(2));
2663         else
2664           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(2));
2665         return &I;
2666       }
2667     // Likewise for: rem X, (Cond ? Y : 0) -> rem X, Y
2668     if (Constant *ST = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
2669       if (ST->isNullValue()) {
2670         Instruction *CondI = dyn_cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
2671         if (CondI && CondI->getParent() == I.getParent())
2672           UpdateValueUsesWith(CondI, ConstantInt::getTrue());
2673         else if (I.getParent() != SI->getParent() || SI->hasOneUse())
2674           I.setOperand(1, SI->getOperand(1));
2675         else
2676           UpdateValueUsesWith(SI, SI->getOperand(1));
2677         return &I;
2678       }
2679   }
2680
2681   return 0;
2682 }
2683
2684 /// This function implements the transforms common to both integer remainder
2685 /// instructions (urem and srem). It is called by the visitors to those integer
2686 /// remainder instructions.
2687 /// @brief Common integer remainder transforms
2688 Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
2689   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2690
2691   if (Instruction *common = commonRemTransforms(I))
2692     return common;
2693
2694   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2695     // X % 0 == undef, we don't need to preserve faults!
2696     if (RHS->equalsInt(0))
2697       return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
2698     
2699     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
2700       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2701
2702     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
2703       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
2704         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
2705           return R;
2706       } else if (isa<PHINode>(Op0I)) {
2707         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
2708           return NV;
2709       }
2710       // (X * C1) % C2 --> 0  iff  C1 % C2 == 0
2711       if (ConstantExpr::getSRem(GetFactor(Op0I), RHS)->isNullValue())
2712         return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
2713     }
2714   }
2715
2716   return 0;
2717 }
2718
2719 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
2720   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2721
2722   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
2723     return common;
2724   
2725   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2726     // X urem C^2 -> X and C
2727     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
2728     // if so, convert to a bitwise and.
2729     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
2730       if (C->getValue().isPowerOf2())
2731         return BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(C));
2732   }
2733
2734   if (Instruction *RHSI = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(1))) {
2735     // Turn A % (C << N), where C is 2^k, into A & ((C << N)-1)  
2736     if (RHSI->getOpcode() == Instruction::Shl &&
2737         isa<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))) {
2738       if (cast<ConstantInt>(RHSI->getOperand(0))->getValue().isPowerOf2()) {
2739         Constant *N1 = ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType());
2740         Value *Add = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(RHSI, N1,
2741                                                                    "tmp"), I);
2742         return BinaryOperator::createAnd(Op0, Add);
2743       }
2744     }
2745   }
2746
2747   // urem X, (select Cond, 2^C1, 2^C2) --> select Cond, (and X, C1), (and X, C2)
2748   // where C1&C2 are powers of two.
2749   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1)) {
2750     if (ConstantInt *STO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
2751       if (ConstantInt *SFO = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(2))) {
2752         // STO == 0 and SFO == 0 handled above.
2753         if ((STO->getValue().isPowerOf2()) && 
2754             (SFO->getValue().isPowerOf2())) {
2755           Value *TrueAnd = InsertNewInstBefore(
2756             BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(STO), SI->getName()+".t"), I);
2757           Value *FalseAnd = InsertNewInstBefore(
2758             BinaryOperator::createAnd(Op0, SubOne(SFO), SI->getName()+".f"), I);
2759           return new SelectInst(SI->getOperand(0), TrueAnd, FalseAnd);
2760         }
2761       }
2762   }
2763   
2764   return 0;
2765 }
2766
2767 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
2768   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2769
2770   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
2771     return common;
2772   
2773   if (Value *RHSNeg = dyn_castNegVal(Op1))
2774     if (!isa<ConstantInt>(RHSNeg) || 
2775         cast<ConstantInt>(RHSNeg)->getValue().isStrictlyPositive()) {
2776       // X % -Y -> X % Y
2777       AddUsesToWorkList(I);
2778       I.setOperand(1, RHSNeg);
2779       return &I;
2780     }
2781  
2782   // If the top bits of both operands are zero (i.e. we can prove they are
2783   // unsigned inputs), turn this into a urem.
2784   APInt Mask(APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()));
2785   if (MaskedValueIsZero(Op1, Mask) && MaskedValueIsZero(Op0, Mask)) {
2786     // X srem Y -> X urem Y, iff X and Y don't have sign bit set
2787     return BinaryOperator::createURem(Op0, Op1, I.getName());
2788   }
2789
2790   return 0;
2791 }
2792
2793 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
2794   return commonRemTransforms(I);
2795 }
2796
2797 // isMaxValueMinusOne - return true if this is Max-1
2798 static bool isMaxValueMinusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
2799   uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2800   if (isSigned) {
2801     // Calculate 0111111111..11111
2802     APInt Val(APInt::getSignedMaxValue(TypeBits));
2803     return C->getValue() == Val-1;
2804   }
2805   return C->getValue() == APInt::getAllOnesValue(TypeBits) - 1;
2806 }
2807
2808 // isMinValuePlusOne - return true if this is Min+1
2809 static bool isMinValuePlusOne(const ConstantInt *C, bool isSigned) {
2810   if (isSigned) {
2811     // Calculate 1111111111000000000000
2812     uint32_t TypeBits = C->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
2813     APInt Val(APInt::getSignedMinValue(TypeBits));
2814     return C->getValue() == Val+1;
2815   }
2816   return C->getValue() == 1; // unsigned
2817 }
2818
2819 // isOneBitSet - Return true if there is exactly one bit set in the specified
2820 // constant.
2821 static bool isOneBitSet(const ConstantInt *CI) {
2822   return CI->getValue().isPowerOf2();
2823 }
2824
2825 // isHighOnes - Return true if the constant is of the form 1+0+.
2826 // This is the same as lowones(~X).
2827 static bool isHighOnes(const ConstantInt *CI) {
2828   return (~CI->getValue() + 1).isPowerOf2();
2829 }
2830
2831 /// getICmpCode - Encode a icmp predicate into a three bit mask.  These bits
2832 /// are carefully arranged to allow folding of expressions such as:
2833 ///
2834 ///      (A < B) | (A > B) --> (A != B)
2835 ///
2836 /// Note that this is only valid if the first and second predicates have the
2837 /// same sign. Is illegal to do: (A u< B) | (A s> B) 
2838 ///
2839 /// Three bits are used to represent the condition, as follows:
2840 ///   0  A > B
2841 ///   1  A == B
2842 ///   2  A < B
2843 ///
2844 /// <=>  Value  Definition
2845 /// 000     0   Always false
2846 /// 001     1   A >  B
2847 /// 010     2   A == B
2848 /// 011     3   A >= B
2849 /// 100     4   A <  B
2850 /// 101     5   A != B
2851 /// 110     6   A <= B
2852 /// 111     7   Always true
2853 ///  
2854 static unsigned getICmpCode(const ICmpInst *ICI) {
2855   switch (ICI->getPredicate()) {
2856     // False -> 0
2857   case ICmpInst::ICMP_UGT: return 1;  // 001
2858   case ICmpInst::ICMP_SGT: return 1;  // 001
2859   case ICmpInst::ICMP_EQ:  return 2;  // 010
2860   case ICmpInst::ICMP_UGE: return 3;  // 011
2861   case ICmpInst::ICMP_SGE: return 3;  // 011
2862   case ICmpInst::ICMP_ULT: return 4;  // 100
2863   case ICmpInst::ICMP_SLT: return 4;  // 100
2864   case ICmpInst::ICMP_NE:  return 5;  // 101
2865   case ICmpInst::ICMP_ULE: return 6;  // 110
2866   case ICmpInst::ICMP_SLE: return 6;  // 110
2867     // True -> 7
2868   default:
2869     assert(0 && "Invalid ICmp predicate!");
2870     return 0;
2871   }
2872 }
2873
2874 /// getICmpValue - This is the complement of getICmpCode, which turns an
2875 /// opcode and two operands into either a constant true or false, or a brand 
2876 /// new /// ICmp instruction. The sign is passed in to determine which kind
2877 /// of predicate to use in new icmp instructions.
2878 static Value *getICmpValue(bool sign, unsigned code, Value *LHS, Value *RHS) {
2879   switch (code) {
2880   default: assert(0 && "Illegal ICmp code!");
2881   case  0: return ConstantInt::getFalse();
2882   case  1: 
2883     if (sign)
2884       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHS, RHS);
2885     else
2886       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, LHS, RHS);
2887   case  2: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ,  LHS, RHS);
2888   case  3: 
2889     if (sign)
2890       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, LHS, RHS);
2891     else
2892       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, LHS, RHS);
2893   case  4: 
2894     if (sign)
2895       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHS, RHS);
2896     else
2897       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHS, RHS);
2898   case  5: return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE,  LHS, RHS);
2899   case  6: 
2900     if (sign)
2901       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLE, LHS, RHS);
2902     else
2903       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULE, LHS, RHS);
2904   case  7: return ConstantInt::getTrue();
2905   }
2906 }
2907
2908 static bool PredicatesFoldable(ICmpInst::Predicate p1, ICmpInst::Predicate p2) {
2909   return (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) == ICmpInst::isSignedPredicate(p2)) ||
2910     (ICmpInst::isSignedPredicate(p1) && 
2911      (p2 == ICmpInst::ICMP_EQ || p2 == ICmpInst::ICMP_NE)) ||
2912     (ICmpInst::isSignedPredicate(p2) && 
2913      (p1 == ICmpInst::ICMP_EQ || p1 == ICmpInst::ICMP_NE));
2914 }
2915
2916 namespace { 
2917 // FoldICmpLogical - Implements (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
2918 struct FoldICmpLogical {
2919   InstCombiner &IC;
2920   Value *LHS, *RHS;
2921   ICmpInst::Predicate pred;
2922   FoldICmpLogical(InstCombiner &ic, ICmpInst *ICI)
2923     : IC(ic), LHS(ICI->getOperand(0)), RHS(ICI->getOperand(1)),
2924       pred(ICI->getPredicate()) {}
2925   bool shouldApply(Value *V) const {
2926     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(V))
2927       if (PredicatesFoldable(pred, ICI->getPredicate()))
2928         return (ICI->getOperand(0) == LHS && ICI->getOperand(1) == RHS ||
2929                 ICI->getOperand(0) == RHS && ICI->getOperand(1) == LHS);
2930     return false;
2931   }
2932   Instruction *apply(Instruction &Log) const {
2933     ICmpInst *ICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(0));
2934     if (ICI->getOperand(0) != LHS) {
2935       assert(ICI->getOperand(1) == LHS);
2936       ICI->swapOperands();  // Swap the LHS and RHS of the ICmp
2937     }
2938
2939     ICmpInst *RHSICI = cast<ICmpInst>(Log.getOperand(1));
2940     unsigned LHSCode = getICmpCode(ICI);
2941     unsigned RHSCode = getICmpCode(RHSICI);
2942     unsigned Code;
2943     switch (Log.getOpcode()) {
2944     case Instruction::And: Code = LHSCode & RHSCode; break;
2945     case Instruction::Or:  Code = LHSCode | RHSCode; break;
2946     case Instruction::Xor: Code = LHSCode ^ RHSCode; break;
2947     default: assert(0 && "Illegal logical opcode!"); return 0;
2948     }
2949
2950     bool isSigned = ICmpInst::isSignedPredicate(RHSICI->getPredicate()) || 
2951                     ICmpInst::isSignedPredicate(ICI->getPredicate());
2952       
2953     Value *RV = getICmpValue(isSigned, Code, LHS, RHS);
2954     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(RV))
2955       return I;
2956     // Otherwise, it's a constant boolean value...
2957     return IC.ReplaceInstUsesWith(Log, RV);
2958   }
2959 };
2960 } // end anonymous namespace
2961
2962 // OptAndOp - This handles expressions of the form ((val OP C1) & C2).  Where
2963 // the Op parameter is 'OP', OpRHS is 'C1', and AndRHS is 'C2'.  Op is
2964 // guaranteed to be a binary operator.
2965 Instruction *InstCombiner::OptAndOp(Instruction *Op,
2966                                     ConstantInt *OpRHS,
2967                                     ConstantInt *AndRHS,
2968                                     BinaryOperator &TheAnd) {
2969   Value *X = Op->getOperand(0);
2970   Constant *Together = 0;
2971   if (!Op->isShift())
2972     Together = And(AndRHS, OpRHS);
2973
2974   switch (Op->getOpcode()) {
2975   case Instruction::Xor:
2976     if (Op->hasOneUse()) {
2977       // (X ^ C1) & C2 --> (X & C2) ^ (C1&C2)
2978       Instruction *And = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
2979       InsertNewInstBefore(And, TheAnd);
2980       And->takeName(Op);
2981       return BinaryOperator::createXor(And, Together);
2982     }
2983     break;
2984   case Instruction::Or:
2985     if (Together == AndRHS) // (X | C) & C --> C
2986       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, AndRHS);
2987
2988     if (Op->hasOneUse() && Together != OpRHS) {
2989       // (X | C1) & C2 --> (X | (C1&C2)) & C2
2990       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, Together);
2991       InsertNewInstBefore(Or, TheAnd);
2992       Or->takeName(Op);
2993       return BinaryOperator::createAnd(Or, AndRHS);
2994     }
2995     break;
2996   case Instruction::Add:
2997     if (Op->hasOneUse()) {
2998       // Adding a one to a single bit bit-field should be turned into an XOR
2999       // of the bit.  First thing to check is to see if this AND is with a
3000       // single bit constant.
3001       const APInt& AndRHSV = cast<ConstantInt>(AndRHS)->getValue();
3002
3003       // If there is only one bit set...
3004       if (isOneBitSet(cast<ConstantInt>(AndRHS))) {
3005         // Ok, at this point, we know that we are masking the result of the
3006         // ADD down to exactly one bit.  If the constant we are adding has
3007         // no bits set below this bit, then we can eliminate the ADD.
3008         const APInt& AddRHS = cast<ConstantInt>(OpRHS)->getValue();
3009
3010         // Check to see if any bits below the one bit set in AndRHSV are set.
3011         if ((AddRHS & (AndRHSV-1)) == 0) {
3012           // If not, the only thing that can effect the output of the AND is
3013           // the bit specified by AndRHSV.  If that bit is set, the effect of
3014           // the XOR is to toggle the bit.  If it is clear, then the ADD has
3015           // no effect.
3016           if ((AddRHS & AndRHSV) == 0) { // Bit is not set, noop
3017             TheAnd.setOperand(0, X);
3018             return &TheAnd;
3019           } else {
3020             // Pull the XOR out of the AND.
3021             Instruction *NewAnd = BinaryOperator::createAnd(X, AndRHS);
3022             InsertNewInstBefore(NewAnd, TheAnd);
3023             NewAnd->takeName(Op);
3024             return BinaryOperator::createXor(NewAnd, AndRHS);
3025           }
3026         }
3027       }
3028     }
3029     break;
3030
3031   case Instruction::Shl: {
3032     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3033     // the anded constant includes them, clear them now!
3034     //
3035     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3036     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3037     APInt ShlMask(APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-OpRHSVal));
3038     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShlMask);
3039
3040     if (CI->getValue() == ShlMask) { 
3041     // Masking out bits that the shift already masks
3042       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);   // No need for the and.
3043     } else if (CI != AndRHS) {                  // Reducing bits set in and.
3044       TheAnd.setOperand(1, CI);
3045       return &TheAnd;
3046     }
3047     break;
3048   }
3049   case Instruction::LShr:
3050   {
3051     // We know that the AND will not produce any of the bits shifted in, so if
3052     // the anded constant includes them, clear them now!  This only applies to
3053     // unsigned shifts, because a signed shr may bring in set bits!
3054     //
3055     uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3056     uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3057     APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3058     ConstantInt *CI = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3059
3060     if (CI->getValue() == ShrMask) {   
3061     // Masking out bits that the shift already masks.
3062       return ReplaceInstUsesWith(TheAnd, Op);
3063     } else if (CI != AndRHS) {
3064       TheAnd.setOperand(1, CI);  // Reduce bits set in and cst.
3065       return &TheAnd;
3066     }
3067     break;
3068   }
3069   case Instruction::AShr:
3070     // Signed shr.
3071     // See if this is shifting in some sign extension, then masking it out
3072     // with an and.
3073     if (Op->hasOneUse()) {
3074       uint32_t BitWidth = AndRHS->getType()->getBitWidth();
3075       uint32_t OpRHSVal = OpRHS->getLimitedValue(BitWidth);
3076       APInt ShrMask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, BitWidth - OpRHSVal));
3077       Constant *C = ConstantInt::get(AndRHS->getValue() & ShrMask);
3078       if (C == AndRHS) {          // Masking out bits shifted in.
3079         // (Val ashr C1) & C2 -> (Val lshr C1) & C2
3080         // Make the argument unsigned.
3081         Value *ShVal = Op->getOperand(0);
3082         ShVal = InsertNewInstBefore(
3083             BinaryOperator::createLShr(ShVal, OpRHS, 
3084                                    Op->getName()), TheAnd);
3085         return BinaryOperator::createAnd(ShVal, AndRHS, TheAnd.getName());
3086       }
3087     }
3088     break;
3089   }
3090   return 0;
3091 }
3092
3093
3094 /// InsertRangeTest - Emit a computation of: (V >= Lo && V < Hi) if Inside is
3095 /// true, otherwise (V < Lo || V >= Hi).  In pratice, we emit the more efficient
3096 /// (V-Lo) <u Hi-Lo.  This method expects that Lo <= Hi. isSigned indicates
3097 /// whether to treat the V, Lo and HI as signed or not. IB is the location to
3098 /// insert new instructions.
3099 Instruction *InstCombiner::InsertRangeTest(Value *V, Constant *Lo, Constant *Hi,
3100                                            bool isSigned, bool Inside, 
3101                                            Instruction &IB) {
3102   assert(cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp((isSigned ? 
3103             ICmpInst::ICMP_SLE:ICmpInst::ICMP_ULE), Lo, Hi))->getZExtValue() &&
3104          "Lo is not <= Hi in range emission code!");
3105     
3106   if (Inside) {
3107     if (Lo == Hi)  // Trivially false.
3108       return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, V);
3109
3110     // V >= Min && V < Hi --> V < Hi
3111     if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3112       ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3113         ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT);
3114       return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3115     }
3116
3117     // Emit V-Lo <u Hi-Lo
3118     Constant *NegLo = ConstantExpr::getNeg(Lo);
3119     Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3120     InsertNewInstBefore(Add, IB);
3121     Constant *UpperBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3122     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, UpperBound);
3123   }
3124
3125   if (Lo == Hi)  // Trivially true.
3126     return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, V, V);
3127
3128   // V < Min || V >= Hi -> V > Hi-1
3129   Hi = SubOne(cast<ConstantInt>(Hi));
3130   if (cast<ConstantInt>(Lo)->isMinValue(isSigned)) {
3131     ICmpInst::Predicate pred = (isSigned ? 
3132         ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT);
3133     return new ICmpInst(pred, V, Hi);
3134   }
3135
3136   // Emit V-Lo >u Hi-1-Lo
3137   // Note that Hi has already had one subtracted from it, above.
3138   ConstantInt *NegLo = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(Lo));
3139   Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(V, NegLo, V->getName()+".off");
3140   InsertNewInstBefore(Add, IB);
3141   Constant *LowerBound = ConstantExpr::getAdd(NegLo, Hi);
3142   return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add, LowerBound);
3143 }
3144
3145 // isRunOfOnes - Returns true iff Val consists of one contiguous run of 1s with
3146 // any number of 0s on either side.  The 1s are allowed to wrap from LSB to
3147 // MSB, so 0x000FFF0, 0x0000FFFF, and 0xFF0000FF are all runs.  0x0F0F0000 is
3148 // not, since all 1s are not contiguous.
3149 static bool isRunOfOnes(ConstantInt *Val, uint32_t &MB, uint32_t &ME) {
3150   const APInt& V = Val->getValue();
3151   uint32_t BitWidth = Val->getType()->getBitWidth();
3152   if (!APIntOps::isShiftedMask(BitWidth, V)) return false;
3153
3154   // look for the first zero bit after the run of ones
3155   MB = BitWidth - ((V - 1) ^ V).countLeadingZeros();
3156   // look for the first non-zero bit
3157   ME = V.getActiveBits(); 
3158   return true;
3159 }
3160
3161 /// FoldLogicalPlusAnd - This is part of an expression (LHS +/- RHS) & Mask,
3162 /// where isSub determines whether the operator is a sub.  If we can fold one of
3163 /// the following xforms:
3164 /// 
3165 /// ((A & N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == Mask
3166 /// ((A | N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3167 /// ((A ^ N) +/- B) & Mask -> (A +/- B) & Mask iff N&Mask == 0
3168 ///
3169 /// return (A +/- B).
3170 ///
3171 Value *InstCombiner::FoldLogicalPlusAnd(Value *LHS, Value *RHS,
3172                                         ConstantInt *Mask, bool isSub,
3173                                         Instruction &I) {
3174   Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(LHS);
3175   if (!LHSI || LHSI->getNumOperands() != 2 ||
3176       !isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) return 0;
3177
3178   ConstantInt *N = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
3179
3180   switch (LHSI->getOpcode()) {
3181   default: return 0;
3182   case Instruction::And:
3183     if (And(N, Mask) == Mask) {
3184       // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), this is simple.
3185       if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3186            Mask->getValue().countPopulation()) == 
3187           Mask->getValue().getBitWidth())
3188         break;
3189
3190       // Otherwise, if Mask is 0+1+0+, and if B is known to have the low 0+
3191       // part, we don't need any explicit masks to take them out of A.  If that
3192       // is all N is, ignore it.
3193       uint32_t MB = 0, ME = 0;
3194       if (isRunOfOnes(Mask, MB, ME)) {  // begin/end bit of run, inclusive
3195         uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(RHS->getType())->getBitWidth();
3196         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(BitWidth, MB-1));
3197         if (MaskedValueIsZero(RHS, Mask))
3198           break;
3199       }
3200     }
3201     return 0;
3202   case Instruction::Or:
3203   case Instruction::Xor:
3204     // If the AndRHS is a power of two minus one (0+1+), and N&Mask == 0
3205     if ((Mask->getValue().countLeadingZeros() + 
3206          Mask->getValue().countPopulation()) == Mask->getValue().getBitWidth()
3207         && And(N, Mask)->isZero())
3208       break;
3209     return 0;
3210   }
3211   
3212   Instruction *New;
3213   if (isSub)
3214     New = BinaryOperator::createSub(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3215   else
3216     New = BinaryOperator::createAdd(LHSI->getOperand(0), RHS, "fold");
3217   return InsertNewInstBefore(New, I);
3218 }
3219
3220 Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
3221   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3222   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3223
3224   if (isa<UndefValue>(Op1))                         // X & undef -> 0
3225     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3226
3227   // and X, X = X
3228   if (Op0 == Op1)
3229     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3230
3231   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3232   // purpose is to compute bits we don't care about.
3233   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3234     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3235     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3236     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3237                              KnownZero, KnownOne))
3238       return &I;
3239   } else {
3240     if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1)) {
3241       if (CP->isAllOnesValue())
3242         return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
3243     }
3244   }
3245   
3246   if (ConstantInt *AndRHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3247     const APInt& AndRHSMask = AndRHS->getValue();
3248     APInt NotAndRHS(~AndRHSMask);
3249
3250     // Optimize a variety of ((val OP C1) & C2) combinations...
3251     if (isa<BinaryOperator>(Op0)) {
3252       Instruction *Op0I = cast<Instruction>(Op0);
3253       Value *Op0LHS = Op0I->getOperand(0);
3254       Value *Op0RHS = Op0I->getOperand(1);
3255       switch (Op0I->getOpcode()) {
3256       case Instruction::Xor:
3257       case Instruction::Or:
3258         // If the mask is only needed on one incoming arm, push it up.
3259         if (Op0I->hasOneUse()) {
3260           if (MaskedValueIsZero(Op0LHS, NotAndRHS)) {
3261             // Not masking anything out for the LHS, move to RHS.
3262             Instruction *NewRHS = BinaryOperator::createAnd(Op0RHS, AndRHS,
3263                                                    Op0RHS->getName()+".masked");
3264             InsertNewInstBefore(NewRHS, I);
3265             return BinaryOperator::create(
3266                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), Op0LHS, NewRHS);
3267           }
3268           if (!isa<Constant>(Op0RHS) &&
3269               MaskedValueIsZero(Op0RHS, NotAndRHS)) {
3270             // Not masking anything out for the RHS, move to LHS.
3271             Instruction *NewLHS = BinaryOperator::createAnd(Op0LHS, AndRHS,
3272                                                    Op0LHS->getName()+".masked");
3273             InsertNewInstBefore(NewLHS, I);
3274             return BinaryOperator::create(
3275                        cast<BinaryOperator>(Op0I)->getOpcode(), NewLHS, Op0RHS);
3276           }
3277         }
3278
3279         break;
3280       case Instruction::Add:
3281         // ((A & N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3282         // ((A | N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3283         // ((A ^ N) + B) & AndRHS -> (A + B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3284         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, false, I))
3285           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
3286         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0RHS, Op0LHS, AndRHS, false, I))
3287           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);  // Add commutes
3288         break;
3289
3290       case Instruction::Sub:
3291         // ((A & N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == AndRHS.
3292         // ((A | N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3293         // ((A ^ N) - B) & AndRHS -> (A - B) & AndRHS iff N&AndRHS == 0
3294         if (Value *V = FoldLogicalPlusAnd(Op0LHS, Op0RHS, AndRHS, true, I))
3295           return BinaryOperator::createAnd(V, AndRHS);
3296         break;
3297       }
3298
3299       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
3300         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, AndRHS, I))
3301           return Res;
3302     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
3303       // If this is an integer truncation or change from signed-to-unsigned, and
3304       // if the source is an and/or with immediate, transform it.  This
3305       // frequently occurs for bitfield accesses.
3306       if (Instruction *CastOp = dyn_cast<Instruction>(CI->getOperand(0))) {
3307         if ((isa<TruncInst>(CI) || isa<BitCastInst>(CI)) &&
3308             CastOp->getNumOperands() == 2)
3309           if (ConstantInt *AndCI = dyn_cast<ConstantInt>(CastOp->getOperand(1)))
3310             if (CastOp->getOpcode() == Instruction::And) {
3311               // Change: and (cast (and X, C1) to T), C2
3312               // into  : and (cast X to T), trunc_or_bitcast(C1)&C2
3313               // This will fold the two constants together, which may allow 
3314               // other simplifications.
3315               Instruction *NewCast = CastInst::createTruncOrBitCast(
3316                 CastOp->getOperand(0), I.getType(), 
3317                 CastOp->getName()+".shrunk");
3318               NewCast = InsertNewInstBefore(NewCast, I);
3319               // trunc_or_bitcast(C1)&C2
3320               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3321               C3 = ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS);
3322               return BinaryOperator::createAnd(NewCast, C3);
3323             } else if (CastOp->getOpcode() == Instruction::Or) {
3324               // Change: and (cast (or X, C1) to T), C2
3325               // into  : trunc(C1)&C2 iff trunc(C1)&C2 == C2
3326               Constant *C3 = ConstantExpr::getTruncOrBitCast(AndCI,I.getType());
3327               if (ConstantExpr::getAnd(C3, AndRHS) == AndRHS)   // trunc(C1)&C2
3328                 return ReplaceInstUsesWith(I, AndRHS);
3329             }
3330       }
3331     }
3332
3333     // Try to fold constant and into select arguments.
3334     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3335       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3336         return R;
3337     if (isa<PHINode>(Op0))
3338       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3339         return NV;
3340   }
3341
3342   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
3343   Value *Op1NotVal = dyn_castNotVal(Op1);
3344
3345   if (Op0NotVal == Op1 || Op1NotVal == Op0)  // A & ~A  == ~A & A == 0
3346     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
3347
3348   // (~A & ~B) == (~(A | B)) - De Morgan's Law
3349   if (Op0NotVal && Op1NotVal && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3350     Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, Op1NotVal,
3351                                                I.getName()+".demorgan");
3352     InsertNewInstBefore(Or, I);
3353     return BinaryOperator::createNot(Or);
3354   }
3355   
3356   {
3357     Value *A = 0, *B = 0;
3358     if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))
3359       if (A == Op1 || B == Op1)    // (A | ?) & A  --> A
3360         return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3361     if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))))
3362       if (A == Op0 || B == Op0)    // A & (A | ?)  --> A
3363         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3364     
3365     if (Op0->hasOneUse() &&
3366         match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3367       if (A == Op1) {                                // (A^B)&A -> A&(A^B)
3368         I.swapOperands();     // Simplify below
3369         std::swap(Op0, Op1);
3370       } else if (B == Op1) {                         // (A^B)&B -> B&(B^A)
3371         cast<BinaryOperator>(Op0)->swapOperands();
3372         I.swapOperands();     // Simplify below
3373         std::swap(Op0, Op1);
3374       }
3375     }
3376     if (Op1->hasOneUse() &&
3377         match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
3378       if (B == Op0) {                                // B&(A^B) -> B&(B^A)
3379         cast<BinaryOperator>(Op1)->swapOperands();
3380         std::swap(A, B);
3381       }
3382       if (A == Op0) {                                // A&(A^B) -> A & ~B
3383         Instruction *NotB = BinaryOperator::createNot(B, "tmp");
3384         InsertNewInstBefore(NotB, I);
3385         return BinaryOperator::createAnd(A, NotB);
3386       }
3387     }
3388   }
3389   
3390   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(Op1)) {
3391     // (icmp1 A, B) & (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3392     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3393       return R;
3394
3395     Value *LHSVal, *RHSVal;
3396     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3397     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3398     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
3399       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
3400         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) & (X icmp C2)
3401             // ICMP_[GL]E X, CST is folded to ICMP_[GL]T elsewhere.
3402             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3403             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3404             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3405             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE) {
3406           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3407           ICmpInst::Predicate GT = ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ? 
3408             ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
3409           Constant *Cmp = ConstantExpr::getICmp(GT, LHSCst, RHSCst);
3410           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
3411           if (cast<ConstantInt>(Cmp)->getZExtValue()) {
3412             std::swap(LHS, RHS);
3413             std::swap(LHSCst, RHSCst);
3414             std::swap(LHSCC, RHSCC);
3415           }
3416
3417           // At this point, we know we have have two icmp instructions
3418           // comparing a value against two constants and and'ing the result
3419           // together.  Because of the above check, we know that we only have
3420           // icmp eq, icmp ne, icmp [su]lt, and icmp [SU]gt here. We also know 
3421           // (from the FoldICmpLogical check above), that the two constants 
3422           // are not equal and that the larger constant is on the RHS
3423           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3424
3425           switch (LHSCC) {
3426           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3427           case ICmpInst::ICMP_EQ:
3428             switch (RHSCC) {
3429             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3430             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X == 13 & X == 15) -> false
3431             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3432             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X == 13 & X >  15) -> false
3433               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3434             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X == 13 & X != 15) -> X == 13
3435             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3436             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X == 13 & X <  15) -> X == 13
3437               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3438             }
3439           case ICmpInst::ICMP_NE:
3440             switch (RHSCC) {
3441             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3442             case ICmpInst::ICMP_ULT:
3443               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X u< 14) -> X < 13
3444                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, LHSVal, LHSCst);
3445               break;                        // (X != 13 & X u< 15) -> no change
3446             case ICmpInst::ICMP_SLT:
3447               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) // (X != 13 & X s< 14) -> X < 13
3448                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, LHSVal, LHSCst);
3449               break;                        // (X != 13 & X s< 15) -> no change
3450             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X != 13 & X == 15) -> X == 15
3451             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X != 13 & X u> 15) -> X u> 15
3452             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X != 13 & X s> 15) -> X s> 15
3453               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3454             case ICmpInst::ICMP_NE:
3455               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)){// (X != 13 & X != 14) -> X-13 >u 1
3456                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3457                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
3458                                                       LHSVal->getName()+".off");
3459                 InsertNewInstBefore(Add, I);
3460                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGT, Add,
3461                                     ConstantInt::get(Add->getType(), 1));
3462               }
3463               break;                        // (X != 13 & X != 15) -> no change
3464             }
3465             break;
3466           case ICmpInst::ICMP_ULT:
3467             switch (RHSCC) {
3468             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3469             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 & X == 15) -> false
3470             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 & X u> 15) -> false
3471               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3472             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 & X s> 15) -> no change
3473               break;
3474             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 & X != 15) -> X u< 13
3475             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 & X u< 15) -> X u< 13
3476               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3477             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 & X s< 15) -> no change
3478               break;
3479             }
3480             break;
3481           case ICmpInst::ICMP_SLT:
3482             switch (RHSCC) {
3483             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3484             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 & X == 15) -> false
3485             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 & X s> 15) -> false
3486               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
3487             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 & X u> 15) -> no change
3488               break;
3489             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 & X != 15) -> X < 13
3490             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 & X s< 15) -> X < 13
3491               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3492             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 & X u< 15) -> no change
3493               break;
3494             }
3495             break;
3496           case ICmpInst::ICMP_UGT:
3497             switch (RHSCC) {
3498             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3499             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 & X == 15) -> X > 13
3500               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3501             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 & X u> 15) -> X u> 15
3502               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3503             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 & X s> 15) -> no change
3504               break;
3505             case ICmpInst::ICMP_NE:
3506               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X u> 13 & X != 14) -> X u> 14
3507                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
3508               break;                        // (X u> 13 & X != 15) -> no change
3509             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 & X u< 15) ->(X-14) <u 1
3510               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, false, 
3511                                      true, I);
3512             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 & X s< 15) -> no change
3513               break;
3514             }
3515             break;
3516           case ICmpInst::ICMP_SGT:
3517             switch (RHSCC) {
3518             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3519             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 & X == 15) -> X s> 13
3520               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3521             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 & X s> 15) -> X s> 15
3522               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3523             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 & X u> 15) -> no change
3524               break;
3525             case ICmpInst::ICMP_NE:
3526               if (RHSCst == AddOne(LHSCst)) // (X s> 13 & X != 14) -> X s> 14
3527                 return new ICmpInst(LHSCC, LHSVal, RHSCst);
3528               break;                        // (X s> 13 & X != 15) -> no change
3529             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 & X s< 15) ->(X-14) s< 1
3530               return InsertRangeTest(LHSVal, AddOne(LHSCst), RHSCst, true, 
3531                                      true, I);
3532             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 & X u< 15) -> no change
3533               break;
3534             }
3535             break;
3536           }
3537         }
3538   }
3539
3540   // fold (and (cast A), (cast B)) -> (cast (and A, B))
3541   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
3542     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
3543       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind ?
3544         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
3545         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
3546             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
3547             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
3548                               I.getType(), TD) &&
3549             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
3550                               I.getType(), TD)) {
3551           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createAnd(Op0C->getOperand(0),
3552                                                          Op1C->getOperand(0),
3553                                                          I.getName());
3554           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
3555           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
3556         }
3557       }
3558     
3559   // (X >> Z) & (Y >> Z)  -> (X&Y) >> Z  for all shifts.
3560   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
3561     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
3562       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
3563           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
3564           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
3565         Instruction *NewOp =
3566           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(SI0->getOperand(0),
3567                                                         SI1->getOperand(0),
3568                                                         SI0->getName()), I);
3569         return BinaryOperator::create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
3570                                       SI1->getOperand(1));
3571       }
3572   }
3573
3574   return Changed ? &I : 0;
3575 }
3576
3577 /// CollectBSwapParts - Look to see if the specified value defines a single byte
3578 /// in the result.  If it does, and if the specified byte hasn't been filled in
3579 /// yet, fill it in and return false.
3580 static bool CollectBSwapParts(Value *V, SmallVector<Value*, 8> &ByteValues) {
3581   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
3582   if (I == 0) return true;
3583
3584   // If this is an or instruction, it is an inner node of the bswap.
3585   if (I->getOpcode() == Instruction::Or)
3586     return CollectBSwapParts(I->getOperand(0), ByteValues) ||
3587            CollectBSwapParts(I->getOperand(1), ByteValues);
3588   
3589   uint32_t BitWidth = I->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
3590   // If this is a shift by a constant int, and it is "24", then its operand
3591   // defines a byte.  We only handle unsigned types here.
3592   if (I->isShift() && isa<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
3593     // Not shifting the entire input by N-1 bytes?
3594     if (cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getLimitedValue(BitWidth) !=
3595         8*(ByteValues.size()-1))
3596       return true;
3597     
3598     unsigned DestNo;
3599     if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
3600       // X << 24 defines the top byte with the lowest of the input bytes.
3601       DestNo = ByteValues.size()-1;
3602     } else {
3603       // X >>u 24 defines the low byte with the highest of the input bytes.
3604       DestNo = 0;
3605     }
3606     
3607     // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
3608     // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
3609     if (ByteValues[DestNo] && ByteValues[DestNo] != I->getOperand(0))
3610       return true;
3611     ByteValues[DestNo] = I->getOperand(0);
3612     return false;
3613   }
3614   
3615   // Otherwise, we can only handle and(shift X, imm), imm).  Bail out of if we
3616   // don't have this.
3617   Value *Shift = 0, *ShiftLHS = 0;
3618   ConstantInt *AndAmt = 0, *ShiftAmt = 0;
3619   if (!match(I, m_And(m_Value(Shift), m_ConstantInt(AndAmt))) ||
3620       !match(Shift, m_Shift(m_Value(ShiftLHS), m_ConstantInt(ShiftAmt))))
3621     return true;
3622   Instruction *SI = cast<Instruction>(Shift);
3623
3624   // Make sure that the shift amount is by a multiple of 8 and isn't too big.
3625   if (ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) & 7 ||
3626       ShiftAmt->getLimitedValue(BitWidth) > 8*ByteValues.size())
3627     return true;
3628   
3629   // Turn 0xFF -> 0, 0xFF00 -> 1, 0xFF0000 -> 2, etc.
3630   unsigned DestByte;
3631   if (AndAmt->getValue().getActiveBits() > 64)
3632     return true;
3633   uint64_t AndAmtVal = AndAmt->getZExtValue();
3634   for (DestByte = 0; DestByte != ByteValues.size(); ++DestByte)
3635     if (AndAmtVal == uint64_t(0xFF) << 8*DestByte)
3636       break;
3637   // Unknown mask for bswap.
3638   if (DestByte == ByteValues.size()) return true;
3639   
3640   unsigned ShiftBytes = ShiftAmt->getZExtValue()/8;
3641   unsigned SrcByte;
3642   if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
3643     SrcByte = DestByte - ShiftBytes;
3644   else
3645     SrcByte = DestByte + ShiftBytes;
3646   
3647   // If the SrcByte isn't a bswapped value from the DestByte, reject it.
3648   if (SrcByte != ByteValues.size()-DestByte-1)
3649     return true;
3650   
3651   // If the destination byte value is already defined, the values are or'd
3652   // together, which isn't a bswap (unless it's an or of the same bits).
3653   if (ByteValues[DestByte] && ByteValues[DestByte] != SI->getOperand(0))
3654     return true;
3655   ByteValues[DestByte] = SI->getOperand(0);
3656   return false;
3657 }
3658
3659 /// MatchBSwap - Given an OR instruction, check to see if this is a bswap idiom.
3660 /// If so, insert the new bswap intrinsic and return it.
3661 Instruction *InstCombiner::MatchBSwap(BinaryOperator &I) {
3662   const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(I.getType());
3663   if (!ITy || ITy->getBitWidth() % 16) 
3664     return 0;   // Can only bswap pairs of bytes.  Can't do vectors.
3665   
3666   /// ByteValues - For each byte of the result, we keep track of which value
3667   /// defines each byte.
3668   SmallVector<Value*, 8> ByteValues;
3669   ByteValues.resize(ITy->getBitWidth()/8);
3670     
3671   // Try to find all the pieces corresponding to the bswap.
3672   if (CollectBSwapParts(I.getOperand(0), ByteValues) ||
3673       CollectBSwapParts(I.getOperand(1), ByteValues))
3674     return 0;
3675   
3676   // Check to see if all of the bytes come from the same value.
3677   Value *V = ByteValues[0];
3678   if (V == 0) return 0;  // Didn't find a byte?  Must be zero.
3679   
3680   // Check to make sure that all of the bytes come from the same value.
3681   for (unsigned i = 1, e = ByteValues.size(); i != e; ++i)
3682     if (ByteValues[i] != V)
3683       return 0;
3684   const Type *Tys[] = { ITy, ITy };
3685   Module *M = I.getParent()->getParent()->getParent();
3686   Function *F = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::bswap, Tys, 2);
3687   return new CallInst(F, V);
3688 }
3689
3690
3691 Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
3692   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
3693   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
3694
3695   if (isa<UndefValue>(Op1))                       // X | undef -> -1
3696     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
3697
3698   // or X, X = X
3699   if (Op0 == Op1)
3700     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3701
3702   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
3703   // purpose is to compute bits we don't care about.
3704   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
3705     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
3706     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
3707     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
3708                              KnownZero, KnownOne))
3709       return &I;
3710   }
3711   
3712   // or X, -1 == -1
3713   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
3714     ConstantInt *C1 = 0; Value *X = 0;
3715     // (X & C1) | C2 --> (X | C2) & (C1|C2)
3716     if (match(Op0, m_And(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
3717       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS);
3718       InsertNewInstBefore(Or, I);
3719       Or->takeName(Op0);
3720       return BinaryOperator::createAnd(Or, 
3721                ConstantInt::get(RHS->getValue() | C1->getValue()));
3722     }
3723
3724     // (X ^ C1) | C2 --> (X | C2) ^ (C1&~C2)
3725     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(X), m_ConstantInt(C1))) && isOnlyUse(Op0)) {
3726       Instruction *Or = BinaryOperator::createOr(X, RHS);
3727       InsertNewInstBefore(Or, I);
3728       Or->takeName(Op0);
3729       return BinaryOperator::createXor(Or,
3730                  ConstantInt::get(C1->getValue() & ~RHS->getValue()));
3731     }
3732
3733     // Try to fold constant and into select arguments.
3734     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
3735       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
3736         return R;
3737     if (isa<PHINode>(Op0))
3738       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
3739         return NV;
3740   }
3741
3742   Value *A = 0, *B = 0;
3743   ConstantInt *C1 = 0, *C2 = 0;
3744
3745   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
3746     if (A == Op1 || B == Op1)    // (A & ?) | A  --> A
3747       return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);
3748   if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))))
3749     if (A == Op0 || B == Op0)    // A | (A & ?)  --> A
3750       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
3751
3752   // (A | B) | C  and  A | (B | C)                  -> bswap if possible.
3753   // (A >> B) | (C << D)  and  (A << B) | (B >> C)  -> bswap if possible.
3754   if (match(Op0, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
3755       match(Op1, m_Or(m_Value(), m_Value())) ||
3756       (match(Op0, m_Shift(m_Value(), m_Value())) &&
3757        match(Op1, m_Shift(m_Value(), m_Value())))) {
3758     if (Instruction *BSwap = MatchBSwap(I))
3759       return BSwap;
3760   }
3761   
3762   // (X^C)|Y -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
3763   if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
3764       MaskedValueIsZero(Op1, C1->getValue())) {
3765     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op1);
3766     InsertNewInstBefore(NOr, I);
3767     NOr->takeName(Op0);
3768     return BinaryOperator::createXor(NOr, C1);
3769   }
3770
3771   // Y|(X^C) -> (X|Y)^C iff Y&C == 0
3772   if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_ConstantInt(C1))) &&
3773       MaskedValueIsZero(Op0, C1->getValue())) {
3774     Instruction *NOr = BinaryOperator::createOr(A, Op0);
3775     InsertNewInstBefore(NOr, I);
3776     NOr->takeName(Op0);
3777     return BinaryOperator::createXor(NOr, C1);
3778   }
3779
3780   // (A & C)|(B & D)
3781   Value *C, *D;
3782   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(C))) &&
3783       match(Op1, m_And(m_Value(B), m_Value(D)))) {
3784     Value *V1 = 0, *V2 = 0, *V3 = 0;
3785     C1 = dyn_cast<ConstantInt>(C);
3786     C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D);
3787     if (C1 && C2) {  // (A & C1)|(B & C2)
3788       // If we have: ((V + N) & C1) | (V & C2)
3789       // .. and C2 = ~C1 and C2 is 0+1+ and (N & C2) == 0
3790       // replace with V+N.
3791       if (C1->getValue() == ~C2->getValue()) {
3792         if ((C2->getValue() & (C2->getValue()+1)) == 0 && // C2 == 0+1+
3793             match(A, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
3794           // Add commutes, try both ways.
3795           if (V1 == B && MaskedValueIsZero(V2, C2->getValue()))
3796             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
3797           if (V2 == B && MaskedValueIsZero(V1, C2->getValue()))
3798             return ReplaceInstUsesWith(I, A);
3799         }
3800         // Or commutes, try both ways.
3801         if ((C1->getValue() & (C1->getValue()+1)) == 0 &&
3802             match(B, m_Add(m_Value(V1), m_Value(V2)))) {
3803           // Add commutes, try both ways.
3804           if (V1 == A && MaskedValueIsZero(V2, C1->getValue()))
3805             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
3806           if (V2 == A && MaskedValueIsZero(V1, C1->getValue()))
3807             return ReplaceInstUsesWith(I, B);
3808         }
3809       }
3810       V1 = 0; V2 = 0; V3 = 0;
3811     }
3812     
3813     // Check to see if we have any common things being and'ed.  If so, find the
3814     // terms for V1 & (V2|V3).
3815     if (isOnlyUse(Op0) || isOnlyUse(Op1)) {
3816       if (A == B)      // (A & C)|(A & D) == A & (C|D)
3817         V1 = A, V2 = C, V3 = D;
3818       else if (A == D) // (A & C)|(B & A) == A & (B|C)
3819         V1 = A, V2 = B, V3 = C;
3820       else if (C == B) // (A & C)|(C & D) == C & (A|D)
3821         V1 = C, V2 = A, V3 = D;
3822       else if (C == D) // (A & C)|(B & C) == C & (A|B)
3823         V1 = C, V2 = A, V3 = B;
3824       
3825       if (V1) {
3826         Value *Or =
3827           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createOr(V2, V3, "tmp"), I);
3828         return BinaryOperator::createAnd(V1, Or);
3829       }
3830       
3831       // (V1 & V3)|(V2 & ~V3) -> ((V1 ^ V2) & V3) ^ V2
3832       if (isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3833         // Try all combination of terms to find V3 and ~V3.
3834         if (A->hasOneUse() && match(A, m_Not(m_Value(V3)))) {
3835           if (V3 == B)
3836             V1 = D, V2 = C;
3837           else if (V3 == D)
3838             V1 = B, V2 = C;
3839         }
3840         if (B->hasOneUse() && match(B, m_Not(m_Value(V3)))) {
3841           if (V3 == A)
3842             V1 = C, V2 = D;
3843           else if (V3 == C)
3844             V1 = A, V2 = D;
3845         }
3846         if (C->hasOneUse() && match(C, m_Not(m_Value(V3)))) {
3847           if (V3 == B)
3848             V1 = D, V2 = A;
3849           else if (V3 == D)
3850             V1 = B, V2 = A;
3851         }
3852         if (D->hasOneUse() && match(D, m_Not(m_Value(V3)))) {
3853           if (V3 == A)
3854             V1 = C, V2 = B;
3855           else if (V3 == C)
3856             V1 = A, V2 = B;
3857         }
3858         if (V1) {
3859           A = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(V1, V2, "tmp"), I);
3860           A = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(A, V3, "tmp"), I);
3861           return BinaryOperator::createXor(A, V2);
3862         }
3863       }
3864     }
3865   }
3866   
3867   // (X >> Z) | (Y >> Z)  -> (X|Y) >> Z  for all shifts.
3868   if (BinaryOperator *SI1 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1)) {
3869     if (BinaryOperator *SI0 = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
3870       if (SI0->isShift() && SI0->getOpcode() == SI1->getOpcode() && 
3871           SI0->getOperand(1) == SI1->getOperand(1) &&
3872           (SI0->hasOneUse() || SI1->hasOneUse())) {
3873         Instruction *NewOp =
3874         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createOr(SI0->getOperand(0),
3875                                                      SI1->getOperand(0),
3876                                                      SI0->getName()), I);
3877         return BinaryOperator::create(SI1->getOpcode(), NewOp, 
3878                                       SI1->getOperand(1));
3879       }
3880   }
3881
3882   if (match(Op0, m_Not(m_Value(A)))) {   // ~A | Op1
3883     if (A == Op1)   // ~A | A == -1
3884       return ReplaceInstUsesWith(I,
3885                                 ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
3886   } else {
3887     A = 0;
3888   }
3889   // Note, A is still live here!
3890   if (match(Op1, m_Not(m_Value(B)))) {   // Op0 | ~B
3891     if (Op0 == B)
3892       return ReplaceInstUsesWith(I,
3893                                 ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
3894
3895     // (~A | ~B) == (~(A & B)) - De Morgan's Law
3896     if (A && isOnlyUse(Op0) && isOnlyUse(Op1)) {
3897       Value *And = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(A, B,
3898                                               I.getName()+".demorgan"), I);
3899       return BinaryOperator::createNot(And);
3900     }
3901   }
3902
3903   // (icmp1 A, B) | (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
3904   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1))) {
3905     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
3906       return R;
3907
3908     Value *LHSVal, *RHSVal;
3909     ConstantInt *LHSCst, *RHSCst;
3910     ICmpInst::Predicate LHSCC, RHSCC;
3911     if (match(Op0, m_ICmp(LHSCC, m_Value(LHSVal), m_ConstantInt(LHSCst))))
3912       if (match(RHS, m_ICmp(RHSCC, m_Value(RHSVal), m_ConstantInt(RHSCst))))
3913         if (LHSVal == RHSVal &&    // Found (X icmp C1) | (X icmp C2)
3914             // icmp [us][gl]e x, cst is folded to icmp [us][gl]t elsewhere.
3915             LHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3916             RHSCC != ICmpInst::ICMP_UGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_ULE &&
3917             LHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && LHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE &&
3918             RHSCC != ICmpInst::ICMP_SGE && RHSCC != ICmpInst::ICMP_SLE) {
3919           // Ensure that the larger constant is on the RHS.
3920           ICmpInst::Predicate GT = ICmpInst::isSignedPredicate(LHSCC) ? 
3921             ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
3922           Constant *Cmp = ConstantExpr::getICmp(GT, LHSCst, RHSCst);
3923           ICmpInst *LHS = cast<ICmpInst>(Op0);
3924           if (cast<ConstantInt>(Cmp)->getZExtValue()) {
3925             std::swap(LHS, RHS);
3926             std::swap(LHSCst, RHSCst);
3927             std::swap(LHSCC, RHSCC);
3928           }
3929
3930           // At this point, we know we have have two icmp instructions
3931           // comparing a value against two constants and or'ing the result
3932           // together.  Because of the above check, we know that we only have
3933           // ICMP_EQ, ICMP_NE, ICMP_LT, and ICMP_GT here. We also know (from the
3934           // FoldICmpLogical check above), that the two constants are not
3935           // equal.
3936           assert(LHSCst != RHSCst && "Compares not folded above?");
3937
3938           switch (LHSCC) {
3939           default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3940           case ICmpInst::ICMP_EQ:
3941             switch (RHSCC) {
3942             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3943             case ICmpInst::ICMP_EQ:
3944               if (LHSCst == SubOne(RHSCst)) {// (X == 13 | X == 14) -> X-13 <u 2
3945                 Constant *AddCST = ConstantExpr::getNeg(LHSCst);
3946                 Instruction *Add = BinaryOperator::createAdd(LHSVal, AddCST,
3947                                                       LHSVal->getName()+".off");
3948                 InsertNewInstBefore(Add, I);
3949                 AddCST = Subtract(AddOne(RHSCst), LHSCst);
3950                 return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Add, AddCST);
3951               }
3952               break;                         // (X == 13 | X == 15) -> no change
3953             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X == 13 | X u> 14) -> no change
3954             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X == 13 | X s> 14) -> no change
3955               break;
3956             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X == 13 | X != 15) -> X != 15
3957             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X == 13 | X u< 15) -> X u< 15
3958             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X == 13 | X s< 15) -> X s< 15
3959               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3960             }
3961             break;
3962           case ICmpInst::ICMP_NE:
3963             switch (RHSCC) {
3964             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3965             case ICmpInst::ICMP_EQ:          // (X != 13 | X == 15) -> X != 13
3966             case ICmpInst::ICMP_UGT:         // (X != 13 | X u> 15) -> X != 13
3967             case ICmpInst::ICMP_SGT:         // (X != 13 | X s> 15) -> X != 13
3968               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
3969             case ICmpInst::ICMP_NE:          // (X != 13 | X != 15) -> true
3970             case ICmpInst::ICMP_ULT:         // (X != 13 | X u< 15) -> true
3971             case ICmpInst::ICMP_SLT:         // (X != 13 | X s< 15) -> true
3972               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
3973             }
3974             break;
3975           case ICmpInst::ICMP_ULT:
3976             switch (RHSCC) {
3977             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3978             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u< 13 | X == 14) -> no change
3979               break;
3980             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u< 13 | X u> 15) ->(X-13) u> 2
3981               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), false, 
3982                                      false, I);
3983             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u< 13 | X s> 15) -> no change
3984               break;
3985             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u< 13 | X != 15) -> X != 15
3986             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u< 13 | X u< 15) -> X u< 15
3987               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
3988             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u< 13 | X s< 15) -> no change
3989               break;
3990             }
3991             break;
3992           case ICmpInst::ICMP_SLT:
3993             switch (RHSCC) {
3994             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
3995             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s< 13 | X == 14) -> no change
3996               break;
3997             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s< 13 | X s> 15) ->(X-13) s> 2
3998               return InsertRangeTest(LHSVal, LHSCst, AddOne(RHSCst), true, 
3999                                      false, I);
4000             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s< 13 | X u> 15) -> no change
4001               break;
4002             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s< 13 | X != 15) -> X != 15
4003             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s< 13 | X s< 15) -> X s< 15
4004               return ReplaceInstUsesWith(I, RHS);
4005             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s< 13 | X u< 15) -> no change
4006               break;
4007             }
4008             break;
4009           case ICmpInst::ICMP_UGT:
4010             switch (RHSCC) {
4011             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4012             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X u> 13 | X == 15) -> X u> 13
4013             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X u> 13 | X u> 15) -> X u> 13
4014               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4015             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X u> 13 | X s> 15) -> no change
4016               break;
4017             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X u> 13 | X != 15) -> true
4018             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X u> 13 | X u< 15) -> true
4019               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4020             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X u> 13 | X s< 15) -> no change
4021               break;
4022             }
4023             break;
4024           case ICmpInst::ICMP_SGT:
4025             switch (RHSCC) {
4026             default: assert(0 && "Unknown integer condition code!");
4027             case ICmpInst::ICMP_EQ:         // (X s> 13 | X == 15) -> X > 13
4028             case ICmpInst::ICMP_SGT:        // (X s> 13 | X s> 15) -> X > 13
4029               return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
4030             case ICmpInst::ICMP_UGT:        // (X s> 13 | X u> 15) -> no change
4031               break;
4032             case ICmpInst::ICMP_NE:         // (X s> 13 | X != 15) -> true
4033             case ICmpInst::ICMP_SLT:        // (X s> 13 | X s< 15) -> true
4034               return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4035             case ICmpInst::ICMP_ULT:        // (X s> 13 | X u< 15) -> no change
4036               break;
4037             }
4038             break;
4039           }
4040         }
4041   }
4042     
4043   // fold (or (cast A), (cast B)) -> (cast (or A, B))
4044   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0))
4045     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4046       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) {// same cast kind ?
4047         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4048         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4049             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4050             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4051                               I.getType(), TD) &&
4052             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4053                               I.getType(), TD)) {
4054           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createOr(Op0C->getOperand(0),
4055                                                         Op1C->getOperand(0),
4056                                                         I.getName());
4057           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4058           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4059         }
4060       }
4061       
4062
4063   return Changed ? &I : 0;
4064 }
4065
4066 // XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
4067 struct XorSelf {
4068   Value *RHS;
4069   XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
4070   bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
4071   Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
4072     return &Xor;
4073   }
4074 };
4075
4076
4077 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
4078   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
4079   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4080
4081   if (isa<UndefValue>(Op1))
4082     return ReplaceInstUsesWith(I, Op1);  // X ^ undef -> undef
4083
4084   // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
4085   if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
4086     assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?");
4087     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
4088   }
4089   
4090   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
4091   // purpose is to compute bits we don't care about.
4092   if (!isa<VectorType>(I.getType())) {
4093     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(I.getType())->getBitWidth();
4094     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4095     if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4096                              KnownZero, KnownOne))
4097       return &I;
4098   }
4099
4100   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4101     // xor (icmp A, B), true = not (icmp A, B) = !icmp A, B
4102     if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Op0))
4103       if (RHS == ConstantInt::getTrue() && ICI->hasOneUse())
4104         return new ICmpInst(ICI->getInversePredicate(),
4105                             ICI->getOperand(0), ICI->getOperand(1));
4106
4107     if (BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
4108       // ~(c-X) == X-c-1 == X+(-c-1)
4109       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Sub && RHS->isAllOnesValue())
4110         if (Constant *Op0I0C = dyn_cast<Constant>(Op0I->getOperand(0))) {
4111           Constant *NegOp0I0C = ConstantExpr::getNeg(Op0I0C);
4112           Constant *ConstantRHS = ConstantExpr::getSub(NegOp0I0C,
4113                                               ConstantInt::get(I.getType(), 1));
4114           return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(1), ConstantRHS);
4115         }
4116
4117       // ~(~X & Y) --> (X | ~Y)
4118       if (Op0I->getOpcode() == Instruction::And && RHS->isAllOnesValue()) {
4119         if (dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(1))) Op0I->swapOperands();
4120         if (Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0I->getOperand(0))) {
4121           Instruction *NotY =
4122             BinaryOperator::createNot(Op0I->getOperand(1),
4123                                       Op0I->getOperand(1)->getName()+".not");
4124           InsertNewInstBefore(NotY, I);
4125           return BinaryOperator::createOr(Op0NotVal, NotY);
4126         }
4127       }
4128           
4129       if (ConstantInt *Op0CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0I->getOperand(1)))
4130         if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Add) {
4131           // ~(X-c) --> (-c-1)-X
4132           if (RHS->isAllOnesValue()) {
4133             Constant *NegOp0CI = ConstantExpr::getNeg(Op0CI);
4134             return BinaryOperator::createSub(
4135                            ConstantExpr::getSub(NegOp0CI,
4136                                              ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
4137                                           Op0I->getOperand(0));
4138           } else if (RHS->getValue().isSignBit()) {
4139             // (X + C) ^ signbit -> (X + C + signbit)
4140             Constant *C = ConstantInt::get(RHS->getValue() + Op0CI->getValue());
4141             return BinaryOperator::createAdd(Op0I->getOperand(0), C);
4142
4143           }
4144         } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or) {
4145           // (X|C1)^C2 -> X^(C1|C2) iff X&~C1 == 0
4146           if (MaskedValueIsZero(Op0I->getOperand(0), Op0CI->getValue())) {
4147             Constant *NewRHS = ConstantExpr::getOr(Op0CI, RHS);
4148             // Anything in both C1 and C2 is known to be zero, remove it from
4149             // NewRHS.
4150             Constant *CommonBits = And(Op0CI, RHS);
4151             NewRHS = ConstantExpr::getAnd(NewRHS, 
4152                                           ConstantExpr::getNot(CommonBits));
4153             AddToWorkList(Op0I);
4154             I.setOperand(0, Op0I->getOperand(0));
4155             I.setOperand(1, NewRHS);
4156             return &I;
4157           }
4158         }
4159     }
4160
4161     // Try to fold constant and into select arguments.
4162     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
4163       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
4164         return R;
4165     if (isa<PHINode>(Op0))
4166       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4167         return NV;
4168   }
4169
4170   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
4171     if (X == Op1)
4172       return ReplaceInstUsesWith(I,
4173                                 ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
4174
4175   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op1))   // A ^ ~A == -1
4176     if (X == Op0)
4177       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getAllOnesValue(I.getType()));
4178
4179   
4180   BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1);
4181   if (Op1I) {
4182     Value *A, *B;
4183     if (match(Op1I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4184       if (A == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
4185         Op1I->swapOperands();
4186         I.swapOperands();
4187         std::swap(Op0, Op1);
4188       } else if (B == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
4189         I.swapOperands();     // Simplified below.
4190         std::swap(Op0, Op1);
4191       }
4192     } else if (match(Op1I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4193       if (Op0 == A)                                          // A^(A^B) == B
4194         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4195       else if (Op0 == B)                                     // A^(B^A) == B
4196         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4197     } else if (match(Op1I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op1I->hasOneUse()){
4198       if (A == Op0) {                                      // A^(A&B) -> A^(B&A)
4199         Op1I->swapOperands();
4200         std::swap(A, B);
4201       }
4202       if (B == Op0) {                                      // A^(B&A) -> (B&A)^A
4203         I.swapOperands();     // Simplified below.
4204         std::swap(Op0, Op1);
4205       }
4206     }
4207   }
4208   
4209   BinaryOperator *Op0I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
4210   if (Op0I) {
4211     Value *A, *B;
4212     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()) {
4213       if (A == Op1)                                  // (B|A)^B == (A|B)^B
4214         std::swap(A, B);
4215       if (B == Op1) {                                // (A|B)^B == A & ~B
4216         Instruction *NotB =
4217           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(Op1, "tmp"), I);
4218         return BinaryOperator::createAnd(A, NotB);
4219       }
4220     } else if (match(Op0I, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4221       if (Op1 == A)                                          // (A^B)^A == B
4222         return ReplaceInstUsesWith(I, B);
4223       else if (Op1 == B)                                     // (B^A)^A == B
4224         return ReplaceInstUsesWith(I, A);
4225     } else if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && Op0I->hasOneUse()){
4226       if (A == Op1)                                        // (A&B)^A -> (B&A)^A
4227         std::swap(A, B);
4228       if (B == Op1 &&                                      // (B&A)^A == ~B & A
4229           !isa<ConstantInt>(Op1)) {  // Canonical form is (B&C)^C
4230         Instruction *N =
4231           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(A, "tmp"), I);
4232         return BinaryOperator::createAnd(N, Op1);
4233       }
4234     }
4235   }
4236   
4237   // (X >> Z) ^ (Y >> Z)  -> (X^Y) >> Z  for all shifts.
4238   if (Op0I && Op1I && Op0I->isShift() && 
4239       Op0I->getOpcode() == Op1I->getOpcode() && 
4240       Op0I->getOperand(1) == Op1I->getOperand(1) &&
4241       (Op1I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse())) {
4242     Instruction *NewOp =
4243       InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(Op0I->getOperand(0),
4244                                                     Op1I->getOperand(0),
4245                                                     Op0I->getName()), I);
4246     return BinaryOperator::create(Op1I->getOpcode(), NewOp, 
4247                                   Op1I->getOperand(1));
4248   }
4249     
4250   if (Op0I && Op1I) {
4251     Value *A, *B, *C, *D;
4252     // (A & B)^(A | B) -> A ^ B
4253     if (match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4254         match(Op1I, m_Or(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4255       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4256         return BinaryOperator::createXor(A, B);
4257     }
4258     // (A | B)^(A & B) -> A ^ B
4259     if (match(Op0I, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4260         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4261       if ((A == C && B == D) || (A == D && B == C)) 
4262         return BinaryOperator::createXor(A, B);
4263     }
4264     
4265     // (A & B)^(C & D)
4266     if ((Op0I->hasOneUse() || Op1I->hasOneUse()) &&
4267         match(Op0I, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4268         match(Op1I, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4269       // (X & Y)^(X & Y) -> (Y^Z) & X
4270       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
4271       if (A == C)
4272         X = A, Y = B, Z = D;
4273       else if (A == D)
4274         X = A, Y = B, Z = C;
4275       else if (B == C)
4276         X = B, Y = A, Z = D;
4277       else if (B == D)
4278         X = B, Y = A, Z = C;
4279       
4280       if (X) {
4281         Instruction *NewOp =
4282         InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(Y, Z, Op0->getName()), I);
4283         return BinaryOperator::createAnd(NewOp, X);
4284       }
4285     }
4286   }
4287     
4288   // (icmp1 A, B) ^ (icmp2 A, B) --> (icmp3 A, B)
4289   if (ICmpInst *RHS = dyn_cast<ICmpInst>(I.getOperand(1)))
4290     if (Instruction *R = AssociativeOpt(I, FoldICmpLogical(*this, RHS)))
4291       return R;
4292
4293   // fold (xor (cast A), (cast B)) -> (cast (xor A, B))
4294   if (CastInst *Op0C = dyn_cast<CastInst>(Op0)) 
4295     if (CastInst *Op1C = dyn_cast<CastInst>(Op1))
4296       if (Op0C->getOpcode() == Op1C->getOpcode()) { // same cast kind?
4297         const Type *SrcTy = Op0C->getOperand(0)->getType();
4298         if (SrcTy == Op1C->getOperand(0)->getType() && SrcTy->isInteger() &&
4299             // Only do this if the casts both really cause code to be generated.
4300             ValueRequiresCast(Op0C->getOpcode(), Op0C->getOperand(0), 
4301                               I.getType(), TD) &&
4302             ValueRequiresCast(Op1C->getOpcode(), Op1C->getOperand(0), 
4303                               I.getType(), TD)) {
4304           Instruction *NewOp = BinaryOperator::createXor(Op0C->getOperand(0),
4305                                                          Op1C->getOperand(0),
4306                                                          I.getName());
4307           InsertNewInstBefore(NewOp, I);
4308           return CastInst::create(Op0C->getOpcode(), NewOp, I.getType());
4309         }
4310       }
4311
4312   return Changed ? &I : 0;
4313 }
4314
4315 /// AddWithOverflow - Compute Result = In1+In2, returning true if the result
4316 /// overflowed for this type.
4317 static bool AddWithOverflow(ConstantInt *&Result, ConstantInt *In1,
4318                             ConstantInt *In2, bool IsSigned = false) {
4319   Result = cast<ConstantInt>(Add(In1, In2));
4320
4321   if (IsSigned)
4322     if (In2->getValue().isNegative())
4323       return Result->getValue().sgt(In1->getValue());
4324     else
4325       return Result->getValue().slt(In1->getValue());
4326   else
4327     return Result->getValue().ult(In1->getValue());
4328 }
4329
4330 /// EmitGEPOffset - Given a getelementptr instruction/constantexpr, emit the
4331 /// code necessary to compute the offset from the base pointer (without adding
4332 /// in the base pointer).  Return the result as a signed integer of intptr size.
4333 static Value *EmitGEPOffset(User *GEP, Instruction &I, InstCombiner &IC) {
4334   TargetData &TD = IC.getTargetData();
4335   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
4336   const Type *IntPtrTy = TD.getIntPtrType();
4337   Value *Result = Constant::getNullValue(IntPtrTy);
4338
4339   // Build a mask for high order bits.
4340   uint64_t PtrSizeMask = ~0ULL >> (64-TD.getPointerSize()*8);
4341
4342   for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
4343     Value *Op = GEP->getOperand(i);
4344     uint64_t Size = TD.getTypeSize(GTI.getIndexedType()) & PtrSizeMask;
4345     Constant *Scale = ConstantInt::get(IntPtrTy, Size);
4346     if (Constant *OpC = dyn_cast<Constant>(Op)) {
4347       if (!OpC->isNullValue()) {
4348         OpC = ConstantExpr::getIntegerCast(OpC, IntPtrTy, true /*SExt*/);
4349         Scale = ConstantExpr::getMul(OpC, Scale);
4350         if (Constant *RC = dyn_cast<Constant>(Result))
4351           Result = ConstantExpr::getAdd(RC, Scale);
4352         else {
4353           // Emit an add instruction.
4354           Result = IC.InsertNewInstBefore(
4355              BinaryOperator::createAdd(Result, Scale,
4356                                        GEP->getName()+".offs"), I);
4357         }
4358       }
4359     } else {
4360       // Convert to correct type.
4361       Op = IC.InsertNewInstBefore(CastInst::createSExtOrBitCast(Op, IntPtrTy,
4362                                                Op->getName()+".c"), I);
4363       if (Size != 1)
4364         // We'll let instcombine(mul) convert this to a shl if possible.
4365         Op = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createMul(Op, Scale,
4366                                                     GEP->getName()+".idx"), I);
4367
4368       // Emit an add instruction.
4369       Result = IC.InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAdd(Op, Result,
4370                                                     GEP->getName()+".offs"), I);
4371     }
4372   }
4373   return Result;
4374 }
4375
4376 /// FoldGEPICmp - Fold comparisons between a GEP instruction and something
4377 /// else.  At this point we know that the GEP is on the LHS of the comparison.
4378 Instruction *InstCombiner::FoldGEPICmp(User *GEPLHS, Value *RHS,
4379                                        ICmpInst::Predicate Cond,
4380                                        Instruction &I) {
4381   assert(dyn_castGetElementPtr(GEPLHS) && "LHS is not a getelementptr!");
4382
4383   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(RHS))
4384     if (isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType()))
4385       RHS = CI->getOperand(0);
4386
4387   Value *PtrBase = GEPLHS->getOperand(0);
4388   if (PtrBase == RHS) {
4389     // As an optimization, we don't actually have to compute the actual value of
4390     // OFFSET if this is a icmp_eq or icmp_ne comparison, just return whether 
4391     // each index is zero or not.
4392     if (Cond == ICmpInst::ICMP_EQ || Cond == ICmpInst::ICMP_NE) {
4393       Instruction *InVal = 0;
4394       gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPLHS);
4395       for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
4396         bool EmitIt = true;
4397         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))) {
4398           if (isa<UndefValue>(C))  // undef index -> undef.
4399             return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(I.getType()));
4400           if (C->isNullValue())
4401             EmitIt = false;
4402           else if (TD->getTypeSize(GTI.getIndexedType()) == 0) {
4403             EmitIt = false;  // This is indexing into a zero sized array?
4404           } else if (isa<ConstantInt>(C))
4405             return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
4406                                  ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4407                                                   Cond == ICmpInst::ICMP_NE));
4408         }
4409
4410         if (EmitIt) {
4411           Instruction *Comp =
4412             new ICmpInst(Cond, GEPLHS->getOperand(i),
4413                     Constant::getNullValue(GEPLHS->getOperand(i)->getType()));
4414           if (InVal == 0)
4415             InVal = Comp;
4416           else {
4417             InVal = InsertNewInstBefore(InVal, I);
4418             InsertNewInstBefore(Comp, I);
4419             if (Cond == ICmpInst::ICMP_NE)   // True if any are unequal
4420               InVal = BinaryOperator::createOr(InVal, Comp);
4421             else                              // True if all are equal
4422               InVal = BinaryOperator::createAnd(InVal, Comp);
4423           }
4424         }
4425       }
4426
4427       if (InVal)
4428         return InVal;
4429       else
4430         // No comparison is needed here, all indexes = 0
4431         ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4432                                                 Cond == ICmpInst::ICMP_EQ));
4433     }
4434
4435     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
4436     // the result to fold to a constant!
4437     if (isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) {
4438       // ((gep Ptr, OFFSET) cmp Ptr)   ---> (OFFSET cmp 0).
4439       Value *Offset = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
4440       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), Offset,
4441                           Constant::getNullValue(Offset->getType()));
4442     }
4443   } else if (User *GEPRHS = dyn_castGetElementPtr(RHS)) {
4444     // If the base pointers are different, but the indices are the same, just
4445     // compare the base pointer.
4446     if (PtrBase != GEPRHS->getOperand(0)) {
4447       bool IndicesTheSame = GEPLHS->getNumOperands()==GEPRHS->getNumOperands();
4448       IndicesTheSame &= GEPLHS->getOperand(0)->getType() ==
4449                         GEPRHS->getOperand(0)->getType();
4450       if (IndicesTheSame)
4451         for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4452           if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
4453             IndicesTheSame = false;
4454             break;
4455           }
4456
4457       // If all indices are the same, just compare the base pointers.
4458       if (IndicesTheSame)
4459         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), 
4460                             GEPLHS->getOperand(0), GEPRHS->getOperand(0));
4461
4462       // Otherwise, the base pointers are different and the indices are
4463       // different, bail out.
4464       return 0;
4465     }
4466
4467     // If one of the GEPs has all zero indices, recurse.
4468     bool AllZeros = true;
4469     for (unsigned i = 1, e = GEPLHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4470       if (!isa<Constant>(GEPLHS->getOperand(i)) ||
4471           !cast<Constant>(GEPLHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
4472         AllZeros = false;
4473         break;
4474       }
4475     if (AllZeros)
4476       return FoldGEPICmp(GEPRHS, GEPLHS->getOperand(0),
4477                           ICmpInst::getSwappedPredicate(Cond), I);
4478
4479     // If the other GEP has all zero indices, recurse.
4480     AllZeros = true;
4481     for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4482       if (!isa<Constant>(GEPRHS->getOperand(i)) ||
4483           !cast<Constant>(GEPRHS->getOperand(i))->isNullValue()) {
4484         AllZeros = false;
4485         break;
4486       }
4487     if (AllZeros)
4488       return FoldGEPICmp(GEPLHS, GEPRHS->getOperand(0), Cond, I);
4489
4490     if (GEPLHS->getNumOperands() == GEPRHS->getNumOperands()) {
4491       // If the GEPs only differ by one index, compare it.
4492       unsigned NumDifferences = 0;  // Keep track of # differences.
4493       unsigned DiffOperand = 0;     // The operand that differs.
4494       for (unsigned i = 1, e = GEPRHS->getNumOperands(); i != e; ++i)
4495         if (GEPLHS->getOperand(i) != GEPRHS->getOperand(i)) {
4496           if (GEPLHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits() !=
4497                    GEPRHS->getOperand(i)->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
4498             // Irreconcilable differences.
4499             NumDifferences = 2;
4500             break;
4501           } else {
4502             if (NumDifferences++) break;
4503             DiffOperand = i;
4504           }
4505         }
4506
4507       if (NumDifferences == 0)   // SAME GEP?
4508         return ReplaceInstUsesWith(I, // No comparison is needed here.
4509                                    ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4510                                                     Cond == ICmpInst::ICMP_EQ));
4511       else if (NumDifferences == 1) {
4512         Value *LHSV = GEPLHS->getOperand(DiffOperand);
4513         Value *RHSV = GEPRHS->getOperand(DiffOperand);
4514         // Make sure we do a signed comparison here.
4515         return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), LHSV, RHSV);
4516       }
4517     }
4518
4519     // Only lower this if the icmp is the only user of the GEP or if we expect
4520     // the result to fold to a constant!
4521     if ((isa<ConstantExpr>(GEPLHS) || GEPLHS->hasOneUse()) &&
4522         (isa<ConstantExpr>(GEPRHS) || GEPRHS->hasOneUse())) {
4523       // ((gep Ptr, OFFSET1) cmp (gep Ptr, OFFSET2)  --->  (OFFSET1 cmp OFFSET2)
4524       Value *L = EmitGEPOffset(GEPLHS, I, *this);
4525       Value *R = EmitGEPOffset(GEPRHS, I, *this);
4526       return new ICmpInst(ICmpInst::getSignedPredicate(Cond), L, R);
4527     }
4528   }
4529   return 0;
4530 }
4531
4532 Instruction *InstCombiner::visitFCmpInst(FCmpInst &I) {
4533   bool Changed = SimplifyCompare(I);
4534   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4535
4536   // Fold trivial predicates.
4537   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_FALSE)
4538     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Type::Int1Ty));
4539   if (I.getPredicate() == FCmpInst::FCMP_TRUE)
4540     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4541   
4542   // Simplify 'fcmp pred X, X'
4543   if (Op0 == Op1) {
4544     switch (I.getPredicate()) {
4545     default: assert(0 && "Unknown predicate!");
4546     case FCmpInst::FCMP_UEQ:    // True if unordered or equal
4547     case FCmpInst::FCMP_UGE:    // True if unordered, greater than, or equal
4548     case FCmpInst::FCMP_ULE:    // True if unordered, less than, or equal
4549       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 1));
4550     case FCmpInst::FCMP_OGT:    // True if ordered and greater than
4551     case FCmpInst::FCMP_OLT:    // True if ordered and less than
4552     case FCmpInst::FCMP_ONE:    // True if ordered and operands are unequal
4553       return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 0));
4554       
4555     case FCmpInst::FCMP_UNO:    // True if unordered: isnan(X) | isnan(Y)
4556     case FCmpInst::FCMP_ULT:    // True if unordered or less than
4557     case FCmpInst::FCMP_UGT:    // True if unordered or greater than
4558     case FCmpInst::FCMP_UNE:    // True if unordered or not equal
4559       // Canonicalize these to be 'fcmp uno %X, 0.0'.
4560       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_UNO);
4561       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
4562       return &I;
4563       
4564     case FCmpInst::FCMP_ORD:    // True if ordered (no nans)
4565     case FCmpInst::FCMP_OEQ:    // True if ordered and equal
4566     case FCmpInst::FCMP_OGE:    // True if ordered and greater than or equal
4567     case FCmpInst::FCMP_OLE:    // True if ordered and less than or equal
4568       // Canonicalize these to be 'fcmp ord %X, 0.0'.
4569       I.setPredicate(FCmpInst::FCMP_ORD);
4570       I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
4571       return &I;
4572     }
4573   }
4574     
4575   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // fcmp pred X, undef -> undef
4576     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
4577
4578   // Handle fcmp with constant RHS
4579   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
4580     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
4581       switch (LHSI->getOpcode()) {
4582       case Instruction::PHI:
4583         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4584           return NV;
4585         break;
4586       case Instruction::Select:
4587         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
4588         // comparison into the select arms, which will cause one to be
4589         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
4590         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
4591         if (LHSI->hasOneUse()) {
4592           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
4593             // Fold the known value into the constant operand.
4594             Op1 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
4595             // Insert a new FCmp of the other select operand.
4596             Op2 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
4597                                                       LHSI->getOperand(2), RHSC,
4598                                                       I.getName()), I);
4599           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
4600             // Fold the known value into the constant operand.
4601             Op2 = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(), C, RHSC);
4602             // Insert a new FCmp of the other select operand.
4603             Op1 = InsertNewInstBefore(new FCmpInst(I.getPredicate(),
4604                                                       LHSI->getOperand(1), RHSC,
4605                                                       I.getName()), I);
4606           }
4607         }
4608
4609         if (Op1)
4610           return new SelectInst(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
4611         break;
4612       }
4613   }
4614
4615   return Changed ? &I : 0;
4616 }
4617
4618 Instruction *InstCombiner::visitICmpInst(ICmpInst &I) {
4619   bool Changed = SimplifyCompare(I);
4620   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
4621   const Type *Ty = Op0->getType();
4622
4623   // icmp X, X
4624   if (Op0 == Op1)
4625     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4626                                                    isTrueWhenEqual(I)));
4627
4628   if (isa<UndefValue>(Op1))                  // X icmp undef -> undef
4629     return ReplaceInstUsesWith(I, UndefValue::get(Type::Int1Ty));
4630
4631   // icmp of GlobalValues can never equal each other as long as they aren't
4632   // external weak linkage type.
4633   if (GlobalValue *GV0 = dyn_cast<GlobalValue>(Op0))
4634     if (GlobalValue *GV1 = dyn_cast<GlobalValue>(Op1))
4635       if (!GV0->hasExternalWeakLinkage() || !GV1->hasExternalWeakLinkage())
4636         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
4637                                                        !isTrueWhenEqual(I)));
4638
4639   // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
4640   // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
4641   if ((isa<GlobalValue>(Op0) || isa<AllocaInst>(Op0) ||
4642        isa<ConstantPointerNull>(Op0)) &&
4643       (isa<GlobalValue>(Op1) || isa<AllocaInst>(Op1) ||
4644        isa<ConstantPointerNull>(Op1)))
4645     return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
4646                                                    !isTrueWhenEqual(I)));
4647
4648   // icmp's with boolean values can always be turned into bitwise operations
4649   if (Ty == Type::Int1Ty) {
4650     switch (I.getPredicate()) {
4651     default: assert(0 && "Invalid icmp instruction!");
4652     case ICmpInst::ICMP_EQ: {               // icmp eq bool %A, %B -> ~(A^B)
4653       Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(Op0, Op1, I.getName()+"tmp");
4654       InsertNewInstBefore(Xor, I);
4655       return BinaryOperator::createNot(Xor);
4656     }
4657     case ICmpInst::ICMP_NE:                  // icmp eq bool %A, %B -> A^B
4658       return BinaryOperator::createXor(Op0, Op1);
4659
4660     case ICmpInst::ICMP_UGT:
4661     case ICmpInst::ICMP_SGT:
4662       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp gt -> icmp lt
4663       // FALL THROUGH
4664     case ICmpInst::ICMP_ULT:
4665     case ICmpInst::ICMP_SLT: {               // icmp lt bool A, B -> ~X & Y
4666       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
4667       InsertNewInstBefore(Not, I);
4668       return BinaryOperator::createAnd(Not, Op1);
4669     }
4670     case ICmpInst::ICMP_UGE:
4671     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4672       std::swap(Op0, Op1);                   // Change icmp ge -> icmp le
4673       // FALL THROUGH
4674     case ICmpInst::ICMP_ULE:
4675     case ICmpInst::ICMP_SLE: {               //  icmp le bool %A, %B -> ~A | B
4676       Instruction *Not = BinaryOperator::createNot(Op0, I.getName()+"tmp");
4677       InsertNewInstBefore(Not, I);
4678       return BinaryOperator::createOr(Not, Op1);
4679     }
4680     }
4681   }
4682
4683   // See if we are doing a comparison between a constant and an instruction that
4684   // can be folded into the comparison.
4685   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
4686     switch (I.getPredicate()) {
4687     default: break;
4688     case ICmpInst::ICMP_ULT:                        // A <u MIN -> FALSE
4689       if (CI->isMinValue(false))
4690         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4691       if (CI->isMaxValue(false))                    // A <u MAX -> A != MAX
4692         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0,Op1);
4693       if (isMinValuePlusOne(CI,false))              // A <u MIN+1 -> A == MIN
4694         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
4695       // (x <u 2147483648) -> (x >s -1)  -> true if sign bit clear
4696       if (CI->isMinValue(true))
4697         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0,
4698                             ConstantInt::getAllOnesValue(Op0->getType()));
4699           
4700       break;
4701
4702     case ICmpInst::ICMP_SLT:
4703       if (CI->isMinValue(true))                    // A <s MIN -> FALSE
4704         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4705       if (CI->isMaxValue(true))                    // A <s MAX -> A != MAX
4706         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4707       if (isMinValuePlusOne(CI,true))              // A <s MIN+1 -> A == MIN
4708         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, SubOne(CI));
4709       break;
4710
4711     case ICmpInst::ICMP_UGT:
4712       if (CI->isMaxValue(false))                  // A >u MAX -> FALSE
4713         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4714       if (CI->isMinValue(false))                  // A >u MIN -> A != MIN
4715         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4716       if (isMaxValueMinusOne(CI, false))          // A >u MAX-1 -> A == MAX
4717         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
4718         
4719       // (x >u 2147483647) -> (x <s 0)  -> true if sign bit set
4720       if (CI->isMaxValue(true))
4721         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0,
4722                             ConstantInt::getNullValue(Op0->getType()));
4723       break;
4724
4725     case ICmpInst::ICMP_SGT:
4726       if (CI->isMaxValue(true))                   // A >s MAX -> FALSE
4727         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4728       if (CI->isMinValue(true))                   // A >s MIN -> A != MIN
4729         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, Op1);
4730       if (isMaxValueMinusOne(CI, true))           // A >s MAX-1 -> A == MAX
4731         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, AddOne(CI));
4732       break;
4733
4734     case ICmpInst::ICMP_ULE:
4735       if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
4736         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4737       if (CI->isMinValue(false))                 // A <=u MIN -> A == MIN
4738         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4739       if (isMaxValueMinusOne(CI,false))          // A <=u MAX-1 -> A != MAX
4740         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
4741       break;
4742
4743     case ICmpInst::ICMP_SLE:
4744       if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
4745         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4746       if (CI->isMinValue(true))                  // A <=s MIN -> A == MIN
4747         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4748       if (isMaxValueMinusOne(CI,true))           // A <=s MAX-1 -> A != MAX
4749         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, AddOne(CI));
4750       break;
4751
4752     case ICmpInst::ICMP_UGE:
4753       if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
4754         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4755       if (CI->isMaxValue(false))                 // A >=u MAX -> A == MAX
4756         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4757       if (isMinValuePlusOne(CI,false))           // A >=u MIN-1 -> A != MIN
4758         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
4759       break;
4760
4761     case ICmpInst::ICMP_SGE:
4762       if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
4763         return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4764       if (CI->isMaxValue(true))                  // A >=s MAX -> A == MAX
4765         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Op0, Op1);
4766       if (isMinValuePlusOne(CI,true))            // A >=s MIN-1 -> A != MIN
4767         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, Op0, SubOne(CI));
4768       break;
4769     }
4770
4771     // If we still have a icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
4772     // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  Since the border cases have
4773     // already been handled above, this requires little checking.
4774     //
4775     switch (I.getPredicate()) {
4776       default: break;
4777       case ICmpInst::ICMP_ULE: 
4778         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Op0, AddOne(CI));
4779       case ICmpInst::ICMP_SLE:
4780         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, Op0, AddOne(CI));
4781       case ICmpInst::ICMP_UGE:
4782         return new ICmpInst( ICmpInst::ICMP_UGT, Op0, SubOne(CI));
4783       case ICmpInst::ICMP_SGE:
4784         return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, Op0, SubOne(CI));
4785     }
4786     
4787     // See if we can fold the comparison based on bits known to be zero or one
4788     // in the input.
4789     uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
4790     APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
4791     if (SimplifyDemandedBits(Op0, APInt::getAllOnesValue(BitWidth),
4792                              KnownZero, KnownOne, 0))
4793       return &I;
4794         
4795     // Given the known and unknown bits, compute a range that the LHS could be
4796     // in.
4797     if ((KnownOne | KnownZero) != 0) {
4798       // Compute the Min, Max and RHS values based on the known bits. For the
4799       // EQ and NE we use unsigned values.
4800       APInt Min(BitWidth, 0), Max(BitWidth, 0);
4801       const APInt& RHSVal = CI->getValue();
4802       if (ICmpInst::isSignedPredicate(I.getPredicate())) {
4803         ComputeSignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
4804                                                Max);
4805       } else {
4806         ComputeUnsignedMinMaxValuesFromKnownBits(Ty, KnownZero, KnownOne, Min, 
4807                                                  Max);
4808       }
4809       switch (I.getPredicate()) {  // LE/GE have been folded already.
4810       default: assert(0 && "Unknown icmp opcode!");
4811       case ICmpInst::ICMP_EQ:
4812         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
4813           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4814         break;
4815       case ICmpInst::ICMP_NE:
4816         if (Max.ult(RHSVal) || Min.ugt(RHSVal))
4817           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4818         break;
4819       case ICmpInst::ICMP_ULT:
4820         if (Max.ult(RHSVal))
4821           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4822         if (Min.uge(RHSVal))
4823           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4824         break;
4825       case ICmpInst::ICMP_UGT:
4826         if (Min.ugt(RHSVal))
4827           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4828         if (Max.ule(RHSVal))
4829           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4830         break;
4831       case ICmpInst::ICMP_SLT:
4832         if (Max.slt(RHSVal))
4833           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4834         if (Min.sgt(RHSVal))
4835           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4836         break;
4837       case ICmpInst::ICMP_SGT: 
4838         if (Min.sgt(RHSVal))
4839           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getTrue());
4840         if (Max.sle(RHSVal))
4841           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::getFalse());
4842         break;
4843       }
4844     }
4845           
4846     // Since the RHS is a ConstantInt (CI), if the left hand side is an 
4847     // instruction, see if that instruction also has constants so that the 
4848     // instruction can be folded into the icmp 
4849     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
4850       if (Instruction *Res = visitICmpInstWithInstAndIntCst(I, LHSI, CI))
4851         return Res;
4852   }
4853
4854   // Handle icmp with constant (but not simple integer constant) RHS
4855   if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
4856     if (Instruction *LHSI = dyn_cast<Instruction>(Op0))
4857       switch (LHSI->getOpcode()) {
4858       case Instruction::GetElementPtr:
4859         if (RHSC->isNullValue()) {
4860           // icmp pred GEP (P, int 0, int 0, int 0), null -> icmp pred P, null
4861           bool isAllZeros = true;
4862           for (unsigned i = 1, e = LHSI->getNumOperands(); i != e; ++i)
4863             if (!isa<Constant>(LHSI->getOperand(i)) ||
4864                 !cast<Constant>(LHSI->getOperand(i))->isNullValue()) {
4865               isAllZeros = false;
4866               break;
4867             }
4868           if (isAllZeros)
4869             return new ICmpInst(I.getPredicate(), LHSI->getOperand(0),
4870                     Constant::getNullValue(LHSI->getOperand(0)->getType()));
4871         }
4872         break;
4873
4874       case Instruction::PHI:
4875         if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
4876           return NV;
4877         break;
4878       case Instruction::Select: {
4879         // If either operand of the select is a constant, we can fold the
4880         // comparison into the select arms, which will cause one to be
4881         // constant folded and the select turned into a bitwise or.
4882         Value *Op1 = 0, *Op2 = 0;
4883         if (LHSI->hasOneUse()) {
4884           if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(1))) {
4885             // Fold the known value into the constant operand.
4886             Op1 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
4887             // Insert a new ICmp of the other select operand.
4888             Op2 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
4889                                                    LHSI->getOperand(2), RHSC,
4890                                                    I.getName()), I);
4891           } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(LHSI->getOperand(2))) {
4892             // Fold the known value into the constant operand.
4893             Op2 = ConstantExpr::getICmp(I.getPredicate(), C, RHSC);
4894             // Insert a new ICmp of the other select operand.
4895             Op1 = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(I.getPredicate(),
4896                                                    LHSI->getOperand(1), RHSC,
4897                                                    I.getName()), I);
4898           }
4899         }
4900
4901         if (Op1)
4902           return new SelectInst(LHSI->getOperand(0), Op1, Op2);
4903         break;
4904       }
4905       case Instruction::Malloc:
4906         // If we have (malloc != null), and if the malloc has a single use, we
4907         // can assume it is successful and remove the malloc.
4908         if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantPointerNull>(RHSC)) {
4909           AddToWorkList(LHSI);
4910           return ReplaceInstUsesWith(I, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
4911                                                          !isTrueWhenEqual(I)));
4912         }
4913         break;
4914       }
4915   }
4916
4917   // If we can optimize a 'icmp GEP, P' or 'icmp P, GEP', do so now.
4918   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op0))
4919     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op1, I.getPredicate(), I))
4920       return NI;
4921   if (User *GEP = dyn_castGetElementPtr(Op1))
4922     if (Instruction *NI = FoldGEPICmp(GEP, Op0,
4923                            ICmpInst::getSwappedPredicate(I.getPredicate()), I))
4924       return NI;
4925
4926   // Test to see if the operands of the icmp are casted versions of other
4927   // values.  If the ptr->ptr cast can be stripped off both arguments, we do so
4928   // now.
4929   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op0)) {
4930     if (isa<PointerType>(Op0->getType()) && 
4931         (isa<Constant>(Op1) || isa<BitCastInst>(Op1))) { 
4932       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
4933       // operand, where it can often be eliminated completely.
4934       Op0 = CI->getOperand(0);
4935
4936       // If operand #1 is a bitcast instruction, it must also be a ptr->ptr cast
4937       // so eliminate it as well.
4938       if (BitCastInst *CI2 = dyn_cast<BitCastInst>(Op1))
4939         Op1 = CI2->getOperand(0);
4940
4941       // If Op1 is a constant, we can fold the cast into the constant.
4942       if (Op0->getType() != Op1->getType())
4943         if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
4944           Op1 = ConstantExpr::getBitCast(Op1C, Op0->getType());
4945         } else {
4946           // Otherwise, cast the RHS right before the icmp
4947           Op1 = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, Op1, Op0->getType(), I);
4948         }
4949       return new ICmpInst(I.getPredicate(), Op0, Op1);
4950     }
4951   }
4952   
4953   if (isa<CastInst>(Op0)) {
4954     // Handle the special case of: icmp (cast bool to X), <cst>
4955     // This comes up when you have code like
4956     //   int X = A < B;
4957     //   if (X) ...
4958     // For generality, we handle any zero-extension of any operand comparison
4959     // with a constant or another cast from the same type.
4960     if (isa<ConstantInt>(Op1) || isa<CastInst>(Op1))
4961       if (Instruction *R = visitICmpInstWithCastAndCast(I))
4962         return R;
4963   }
4964   
4965   if (I.isEquality()) {
4966     Value *A, *B, *C, *D;
4967     if (match(Op0, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B)))) {
4968       if (A == Op1 || B == Op1) {    // (A^B) == A  ->  B == 0
4969         Value *OtherVal = A == Op1 ? B : A;
4970         return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
4971                             Constant::getNullValue(A->getType()));
4972       }
4973
4974       if (match(Op1, m_Xor(m_Value(C), m_Value(D)))) {
4975         // A^c1 == C^c2 --> A == C^(c1^c2)
4976         if (ConstantInt *C1 = dyn_cast<ConstantInt>(B))
4977           if (ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(D))
4978             if (Op1->hasOneUse()) {
4979               Constant *NC = ConstantInt::get(C1->getValue() ^ C2->getValue());
4980               Instruction *Xor = BinaryOperator::createXor(C, NC, "tmp");
4981               return new ICmpInst(I.getPredicate(), A,
4982                                   InsertNewInstBefore(Xor, I));
4983             }
4984         
4985         // A^B == A^D -> B == D
4986         if (A == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, D);
4987         if (A == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), B, C);
4988         if (B == C) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, D);
4989         if (B == D) return new ICmpInst(I.getPredicate(), A, C);
4990       }
4991     }
4992     
4993     if (match(Op1, m_Xor(m_Value(A), m_Value(B))) &&
4994         (A == Op0 || B == Op0)) {
4995       // A == (A^B)  ->  B == 0
4996       Value *OtherVal = A == Op0 ? B : A;
4997       return new ICmpInst(I.getPredicate(), OtherVal,
4998                           Constant::getNullValue(A->getType()));
4999     }
5000     if (match(Op0, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op1) {
5001       // (A-B) == A  ->  B == 0
5002       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5003                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5004     }
5005     if (match(Op1, m_Sub(m_Value(A), m_Value(B))) && A == Op0) {
5006       // A == (A-B)  ->  B == 0
5007       return new ICmpInst(I.getPredicate(), B,
5008                           Constant::getNullValue(B->getType()));
5009     }
5010     
5011     // (X&Z) == (Y&Z) -> (X^Y) & Z == 0
5012     if (Op0->hasOneUse() && Op1->hasOneUse() &&
5013         match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) && 
5014         match(Op1, m_And(m_Value(C), m_Value(D)))) {
5015       Value *X = 0, *Y = 0, *Z = 0;
5016       
5017       if (A == C) {
5018         X = B; Y = D; Z = A;
5019       } else if (A == D) {
5020         X = B; Y = C; Z = A;
5021       } else if (B == C) {
5022         X = A; Y = D; Z = B;
5023       } else if (B == D) {
5024         X = A; Y = C; Z = B;
5025       }
5026       
5027       if (X) {   // Build (X^Y) & Z
5028         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(X, Y, "tmp"), I);
5029         Op1 = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(Op1, Z, "tmp"), I);
5030         I.setOperand(0, Op1);
5031         I.setOperand(1, Constant::getNullValue(Op1->getType()));
5032         return &I;
5033       }
5034     }
5035   }
5036   return Changed ? &I : 0;
5037 }
5038
5039 /// visitICmpInstWithInstAndIntCst - Handle "icmp (instr, intcst)".
5040 ///
5041 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithInstAndIntCst(ICmpInst &ICI,
5042                                                           Instruction *LHSI,
5043                                                           ConstantInt *RHS) {
5044   const APInt &RHSV = RHS->getValue();
5045   
5046   switch (LHSI->getOpcode()) {
5047   case Instruction::Xor:         // (icmp pred (xor X, XorCST), CI)
5048     if (ConstantInt *XorCST = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
5049       // If this is a comparison that tests the signbit (X < 0) or (x > -1),
5050       // fold the xor.
5051       if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && RHSV == 0 ||
5052           ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT && RHSV.isAllOnesValue()) {
5053         Value *CompareVal = LHSI->getOperand(0);
5054         
5055         // If the sign bit of the XorCST is not set, there is no change to
5056         // the operation, just stop using the Xor.
5057         if (!XorCST->getValue().isNegative()) {
5058           ICI.setOperand(0, CompareVal);
5059           AddToWorkList(LHSI);
5060           return &ICI;
5061         }
5062         
5063         // Was the old condition true if the operand is positive?
5064         bool isTrueIfPositive = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT;
5065         
5066         // If so, the new one isn't.
5067         isTrueIfPositive ^= true;
5068         
5069         if (isTrueIfPositive)
5070           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CompareVal, SubOne(RHS));
5071         else
5072           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CompareVal, AddOne(RHS));
5073       }
5074     }
5075     break;
5076   case Instruction::And:         // (icmp pred (and X, AndCST), RHS)
5077     if (LHSI->hasOneUse() && isa<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1)) &&
5078         LHSI->getOperand(0)->hasOneUse()) {
5079       ConstantInt *AndCST = cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1));
5080       
5081       // If the LHS is an AND of a truncating cast, we can widen the
5082       // and/compare to be the input width without changing the value
5083       // produced, eliminating a cast.
5084       if (TruncInst *Cast = dyn_cast<TruncInst>(LHSI->getOperand(0))) {
5085         // We can do this transformation if either the AND constant does not
5086         // have its sign bit set or if it is an equality comparison. 
5087         // Extending a relational comparison when we're checking the sign
5088         // bit would not work.
5089         if (Cast->hasOneUse() &&
5090             (ICI.isEquality() || AndCST->getValue().isPositive() && 
5091              RHSV.isPositive())) {
5092           uint32_t BitWidth = 
5093             cast<IntegerType>(Cast->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
5094           APInt NewCST = AndCST->getValue();
5095           NewCST.zext(BitWidth);
5096           APInt NewCI = RHSV;
5097           NewCI.zext(BitWidth);
5098           Instruction *NewAnd = 
5099             BinaryOperator::createAnd(Cast->getOperand(0),
5100                                       ConstantInt::get(NewCST),LHSI->getName());
5101           InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5102           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewAnd,
5103                               ConstantInt::get(NewCI));
5104         }
5105       }
5106       
5107       // If this is: (X >> C1) & C2 != C3 (where any shift and any compare
5108       // could exist), turn it into (X & (C2 << C1)) != (C3 << C1).  This
5109       // happens a LOT in code produced by the C front-end, for bitfield
5110       // access.
5111       BinaryOperator *Shift = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI->getOperand(0));
5112       if (Shift && !Shift->isShift())
5113         Shift = 0;
5114       
5115       ConstantInt *ShAmt;
5116       ShAmt = Shift ? dyn_cast<ConstantInt>(Shift->getOperand(1)) : 0;
5117       const Type *Ty = Shift ? Shift->getType() : 0;  // Type of the shift.
5118       const Type *AndTy = AndCST->getType();          // Type of the and.
5119       
5120       // We can fold this as long as we can't shift unknown bits
5121       // into the mask.  This can only happen with signed shift
5122       // rights, as they sign-extend.
5123       if (ShAmt) {
5124         bool CanFold = Shift->isLogicalShift();
5125         if (!CanFold) {
5126           // To test for the bad case of the signed shr, see if any
5127           // of the bits shifted in could be tested after the mask.
5128           uint32_t TyBits = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
5129           int ShAmtVal = TyBits - ShAmt->getLimitedValue(TyBits);
5130           
5131           uint32_t BitWidth = AndTy->getPrimitiveSizeInBits();
5132           if ((APInt::getHighBitsSet(BitWidth, BitWidth-ShAmtVal) & 
5133                AndCST->getValue()) == 0)
5134             CanFold = true;
5135         }
5136         
5137         if (CanFold) {
5138           Constant *NewCst;
5139           if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5140             NewCst = ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt);
5141           else
5142             NewCst = ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt);
5143           
5144           // Check to see if we are shifting out any of the bits being
5145           // compared.
5146           if (ConstantExpr::get(Shift->getOpcode(), NewCst, ShAmt) != RHS) {
5147             // If we shifted bits out, the fold is not going to work out.
5148             // As a special case, check to see if this means that the
5149             // result is always true or false now.
5150             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
5151               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5152             if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
5153               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5154           } else {
5155             ICI.setOperand(1, NewCst);
5156             Constant *NewAndCST;
5157             if (Shift->getOpcode() == Instruction::Shl)
5158               NewAndCST = ConstantExpr::getLShr(AndCST, ShAmt);
5159             else
5160               NewAndCST = ConstantExpr::getShl(AndCST, ShAmt);
5161             LHSI->setOperand(1, NewAndCST);
5162             LHSI->setOperand(0, Shift->getOperand(0));
5163             AddToWorkList(Shift); // Shift is dead.
5164             AddUsesToWorkList(ICI);
5165             return &ICI;
5166           }
5167         }
5168       }
5169       
5170       // Turn ((X >> Y) & C) == 0  into  (X & (C << Y)) == 0.  The later is
5171       // preferable because it allows the C<<Y expression to be hoisted out
5172       // of a loop if Y is invariant and X is not.
5173       if (Shift && Shift->hasOneUse() && RHSV == 0 &&
5174           ICI.isEquality() && !Shift->isArithmeticShift() &&
5175           isa<Instruction>(Shift->getOperand(0))) {
5176         // Compute C << Y.
5177         Value *NS;
5178         if (Shift->getOpcode() == Instruction::LShr) {
5179           NS = BinaryOperator::createShl(AndCST, 
5180                                          Shift->getOperand(1), "tmp");
5181         } else {
5182           // Insert a logical shift.
5183           NS = BinaryOperator::createLShr(AndCST,
5184                                           Shift->getOperand(1), "tmp");
5185         }
5186         InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(NS), ICI);
5187         
5188         // Compute X & (C << Y).
5189         Instruction *NewAnd = 
5190           BinaryOperator::createAnd(Shift->getOperand(0), NS, LHSI->getName());
5191         InsertNewInstBefore(NewAnd, ICI);
5192         
5193         ICI.setOperand(0, NewAnd);
5194         return &ICI;
5195       }
5196     }
5197     break;
5198     
5199   case Instruction::Shl:         // (icmp pred (shl X, ShAmt), CI)
5200     if (ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
5201       if (ICI.isEquality()) {
5202         uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
5203         
5204         // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
5205         // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
5206         // simplified.
5207         if (ShAmt->uge(TypeBits))
5208           break;
5209         
5210         // If we are comparing against bits always shifted out, the
5211         // comparison cannot succeed.
5212         Constant *Comp =
5213           ConstantExpr::getShl(ConstantExpr::getLShr(RHS, ShAmt), ShAmt);
5214         if (Comp != RHS) {// Comparing against a bit that we know is zero.
5215           bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5216           Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
5217           return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
5218         }
5219         
5220         if (LHSI->hasOneUse()) {
5221           // Otherwise strength reduce the shift into an and.
5222           uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
5223           Constant *Mask =
5224             ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits-ShAmtVal));
5225           
5226           Instruction *AndI =
5227             BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
5228                                       Mask, LHSI->getName()+".mask");
5229           Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5230           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
5231                               ConstantInt::get(RHSV.lshr(ShAmtVal)));
5232         }
5233       }
5234     }
5235     break;
5236     
5237   case Instruction::LShr:         // (icmp pred (shr X, ShAmt), CI)
5238   case Instruction::AShr:
5239     if (ConstantInt *ShAmt = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
5240       if (ICI.isEquality()) {
5241         // Check that the shift amount is in range.  If not, don't perform
5242         // undefined shifts.  When the shift is visited it will be
5243         // simplified.
5244         uint32_t TypeBits = RHSV.getBitWidth();
5245         if (ShAmt->uge(TypeBits))
5246           break;
5247         uint32_t ShAmtVal = (uint32_t)ShAmt->getLimitedValue(TypeBits);
5248         
5249         // If we are comparing against bits always shifted out, the
5250         // comparison cannot succeed.
5251         APInt Comp = RHSV << ShAmtVal;
5252         if (LHSI->getOpcode() == Instruction::LShr)
5253           Comp = Comp.lshr(ShAmtVal);
5254         else
5255           Comp = Comp.ashr(ShAmtVal);
5256         
5257         if (Comp != RHSV) { // Comparing against a bit that we know is zero.
5258           bool IsICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5259           Constant *Cst = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, IsICMP_NE);
5260           return ReplaceInstUsesWith(ICI, Cst);
5261         }
5262         
5263         if (LHSI->hasOneUse() || RHSV == 0) {
5264           // Otherwise strength reduce the shift into an and.
5265           APInt Val(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShAmtVal));
5266           Constant *Mask = ConstantInt::get(Val);
5267           
5268           Instruction *AndI =
5269             BinaryOperator::createAnd(LHSI->getOperand(0),
5270                                       Mask, LHSI->getName()+".mask");
5271           Value *And = InsertNewInstBefore(AndI, ICI);
5272           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), And,
5273                               ConstantExpr::getShl(RHS, ShAmt));
5274         }
5275       }
5276     }
5277     break;
5278     
5279   case Instruction::SDiv:
5280   case Instruction::UDiv:
5281     // Fold: icmp pred ([us]div X, C1), C2 -> range test
5282     // Fold this div into the comparison, producing a range check. 
5283     // Determine, based on the divide type, what the range is being 
5284     // checked.  If there is an overflow on the low or high side, remember 
5285     // it, otherwise compute the range [low, hi) bounding the new value.
5286     // See: InsertRangeTest above for the kinds of replacements possible.
5287     if (ConstantInt *DivRHS = dyn_cast<ConstantInt>(LHSI->getOperand(1))) {
5288       // FIXME: If the operand types don't match the type of the divide 
5289       // then don't attempt this transform. The code below doesn't have the
5290       // logic to deal with a signed divide and an unsigned compare (and
5291       // vice versa). This is because (x /s C1) <s C2  produces different 
5292       // results than (x /s C1) <u C2 or (x /u C1) <s C2 or even
5293       // (x /u C1) <u C2.  Simply casting the operands and result won't 
5294       // work. :(  The if statement below tests that condition and bails 
5295       // if it finds it. 
5296       bool DivIsSigned = LHSI->getOpcode() == Instruction::SDiv;
5297       if (!ICI.isEquality() && DivIsSigned != ICI.isSignedPredicate())
5298         break;
5299       if (DivRHS->isZero())
5300         break; // Don't hack on div by zero
5301       
5302       // Initialize the variables that will indicate the nature of the
5303       // range check.
5304       bool LoOverflow = false, HiOverflow = false;
5305       ConstantInt *LoBound = 0, *HiBound = 0;
5306       
5307       // Compute Prod = CI * DivRHS. We are essentially solving an equation
5308       // of form X/C1=C2. We solve for X by multiplying C1 (DivRHS) and 
5309       // C2 (CI). By solving for X we can turn this into a range check 
5310       // instead of computing a divide. 
5311       ConstantInt *Prod = Multiply(RHS, DivRHS);
5312       
5313       // Determine if the product overflows by seeing if the product is
5314       // not equal to the divide. Make sure we do the same kind of divide
5315       // as in the LHS instruction that we're folding. 
5316       bool ProdOV = (DivIsSigned ? ConstantExpr::getSDiv(Prod, DivRHS) :
5317                      ConstantExpr::getUDiv(Prod, DivRHS)) != RHS;
5318       
5319       // Get the ICmp opcode
5320       ICmpInst::Predicate predicate = ICI.getPredicate();
5321       
5322       if (!DivIsSigned) {  // udiv
5323         LoBound = Prod;
5324         LoOverflow = ProdOV;
5325         HiOverflow = ProdOV || 
5326           AddWithOverflow(HiBound, LoBound, DivRHS, false);
5327       } else if (DivRHS->getValue().isPositive()) { // Divisor is > 0.
5328         if (RHSV == 0) {       // (X / pos) op 0
5329                                // Can't overflow.
5330           LoBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS)));
5331           HiBound = DivRHS;
5332         } else if (RHSV.isPositive()) {   // (X / pos) op pos
5333           LoBound = Prod;
5334           LoOverflow = ProdOV;
5335           HiOverflow = ProdOV || 
5336             AddWithOverflow(HiBound, Prod, DivRHS, true);
5337         } else {                       // (X / pos) op neg
5338           Constant *DivRHSH = ConstantExpr::getNeg(SubOne(DivRHS));
5339           LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod,
5340                                        cast<ConstantInt>(DivRHSH), true);
5341           HiBound = AddOne(Prod);
5342           HiOverflow = ProdOV;
5343         }
5344       } else {                         // Divisor is < 0.
5345         if (RHSV == 0) {       // (X / neg) op 0
5346           LoBound = AddOne(DivRHS);
5347           HiBound = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getNeg(DivRHS));
5348           if (HiBound == DivRHS)
5349             LoBound = 0;               // - INTMIN = INTMIN
5350         } else if (RHSV.isPositive()) {   // (X / neg) op pos
5351           HiOverflow = LoOverflow = ProdOV;
5352           if (!LoOverflow)
5353             LoOverflow = AddWithOverflow(LoBound, Prod, AddOne(DivRHS),
5354                                          true);
5355           HiBound = AddOne(Prod);
5356         } else {                       // (X / neg) op neg
5357           LoBound = Prod;
5358           LoOverflow = HiOverflow = ProdOV;
5359           HiBound = Subtract(Prod, DivRHS);
5360         }
5361         
5362         // Dividing by a negate swaps the condition.
5363         predicate = ICmpInst::getSwappedPredicate(predicate);
5364       }
5365       
5366       if (LoBound) {
5367         Value *X = LHSI->getOperand(0);
5368         switch (predicate) {
5369           default: assert(0 && "Unhandled icmp opcode!");
5370           case ICmpInst::ICMP_EQ:
5371             if (LoOverflow && HiOverflow)
5372               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5373             else if (HiOverflow)
5374               return new ICmpInst(DivIsSigned ?  ICmpInst::ICMP_SGE : 
5375                                   ICmpInst::ICMP_UGE, X, LoBound);
5376             else if (LoOverflow)
5377               return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : 
5378                                   ICmpInst::ICMP_ULT, X, HiBound);
5379             else
5380               return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, 
5381                                      true, ICI);
5382           case ICmpInst::ICMP_NE:
5383             if (LoOverflow && HiOverflow)
5384               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5385             else if (HiOverflow)
5386               return new ICmpInst(DivIsSigned ?  ICmpInst::ICMP_SLT : 
5387                                   ICmpInst::ICMP_ULT, X, LoBound);
5388             else if (LoOverflow)
5389               return new ICmpInst(DivIsSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : 
5390                                   ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5391             else
5392               return InsertRangeTest(X, LoBound, HiBound, DivIsSigned, 
5393                                      false, ICI);
5394           case ICmpInst::ICMP_ULT:
5395           case ICmpInst::ICMP_SLT:
5396             if (LoOverflow)
5397               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5398             return new ICmpInst(predicate, X, LoBound);
5399           case ICmpInst::ICMP_UGT:
5400           case ICmpInst::ICMP_SGT:
5401             if (HiOverflow)
5402               return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5403             if (predicate == ICmpInst::ICMP_UGT)
5404               return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_UGE, X, HiBound);
5405             else
5406               return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, X, HiBound);
5407         }
5408       }
5409     }
5410     break;
5411   }
5412   
5413   // Simplify icmp_eq and icmp_ne instructions with integer constant RHS.
5414   if (ICI.isEquality()) {
5415     bool isICMP_NE = ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
5416     
5417     // If the first operand is (add|sub|and|or|xor|rem) with a constant, and 
5418     // the second operand is a constant, simplify a bit.
5419     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHSI)) {
5420       switch (BO->getOpcode()) {
5421       case Instruction::SRem:
5422         // If we have a signed (X % (2^c)) == 0, turn it into an unsigned one.
5423         if (RHSV == 0 && isa<ConstantInt>(BO->getOperand(1)) &&BO->hasOneUse()){
5424           const APInt &V = cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))->getValue();
5425           if (V.sgt(APInt(V.getBitWidth(), 1)) && V.isPowerOf2()) {
5426             Instruction *NewRem =
5427               BinaryOperator::createURem(BO->getOperand(0), BO->getOperand(1),
5428                                          BO->getName());
5429             InsertNewInstBefore(NewRem, ICI);
5430             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NewRem, 
5431                                 Constant::getNullValue(BO->getType()));
5432           }
5433         }
5434         break;
5435       case Instruction::Add:
5436         // Replace ((add A, B) != C) with (A != C-B) if B & C are constants.
5437         if (ConstantInt *BOp1C = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
5438           if (BO->hasOneUse())
5439             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
5440                                 Subtract(RHS, BOp1C));
5441         } else if (RHSV == 0) {
5442           // Replace ((add A, B) != 0) with (A != -B) if A or B is
5443           // efficiently invertible, or if the add has just this one use.
5444           Value *BOp0 = BO->getOperand(0), *BOp1 = BO->getOperand(1);
5445           
5446           if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp1))
5447             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, NegVal);
5448           else if (Value *NegVal = dyn_castNegVal(BOp0))
5449             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), NegVal, BOp1);
5450           else if (BO->hasOneUse()) {
5451             Instruction *Neg = BinaryOperator::createNeg(BOp1);
5452             InsertNewInstBefore(Neg, ICI);
5453             Neg->takeName(BO);
5454             return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BOp0, Neg);
5455           }
5456         }
5457         break;
5458       case Instruction::Xor:
5459         // For the xor case, we can xor two constants together, eliminating
5460         // the explicit xor.
5461         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
5462           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0), 
5463                               ConstantExpr::getXor(RHS, BOC));
5464         
5465         // FALLTHROUGH
5466       case Instruction::Sub:
5467         // Replace (([sub|xor] A, B) != 0) with (A != B)
5468         if (RHSV == 0)
5469           return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), BO->getOperand(0),
5470                               BO->getOperand(1));
5471         break;
5472         
5473       case Instruction::Or:
5474         // If bits are being or'd in that are not present in the constant we
5475         // are comparing against, then the comparison could never succeed!
5476         if (Constant *BOC = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1))) {
5477           Constant *NotCI = ConstantExpr::getNot(RHS);
5478           if (!ConstantExpr::getAnd(BOC, NotCI)->isNullValue())
5479             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty, 
5480                                                              isICMP_NE));
5481         }
5482         break;
5483         
5484       case Instruction::And:
5485         if (ConstantInt *BOC = dyn_cast<ConstantInt>(BO->getOperand(1))) {
5486           // If bits are being compared against that are and'd out, then the
5487           // comparison can never succeed!
5488           if ((RHSV & ~BOC->getValue()) != 0)
5489             return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::get(Type::Int1Ty,
5490                                                              isICMP_NE));
5491           
5492           // If we have ((X & C) == C), turn it into ((X & C) != 0).
5493           if (RHS == BOC && RHSV.isPowerOf2())
5494             return new ICmpInst(isICMP_NE ? ICmpInst::ICMP_EQ :
5495                                 ICmpInst::ICMP_NE, LHSI,
5496                                 Constant::getNullValue(RHS->getType()));
5497           
5498           // Replace (and X, (1 << size(X)-1) != 0) with x s< 0
5499           if (isSignBit(BOC)) {
5500             Value *X = BO->getOperand(0);
5501             Constant *Zero = Constant::getNullValue(X->getType());
5502             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
5503               ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_SGE;
5504             return new ICmpInst(pred, X, Zero);
5505           }
5506           
5507           // ((X & ~7) == 0) --> X < 8
5508           if (RHSV == 0 && isHighOnes(BOC)) {
5509             Value *X = BO->getOperand(0);
5510             Constant *NegX = ConstantExpr::getNeg(BOC);
5511             ICmpInst::Predicate pred = isICMP_NE ? 
5512               ICmpInst::ICMP_UGE : ICmpInst::ICMP_ULT;
5513             return new ICmpInst(pred, X, NegX);
5514           }
5515         }
5516       default: break;
5517       }
5518     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(LHSI)) {
5519       // Handle icmp {eq|ne} <intrinsic>, intcst.
5520       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::bswap) {
5521         AddToWorkList(II);
5522         ICI.setOperand(0, II->getOperand(1));
5523         ICI.setOperand(1, ConstantInt::get(RHSV.byteSwap()));
5524         return &ICI;
5525       }
5526     }
5527   } else {  // Not a ICMP_EQ/ICMP_NE
5528             // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
5529             // then since we know the RHS is a constant, try to simlify.
5530     if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(LHSI)) {
5531       Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
5532       const Type *SrcTy = CastOp->getType();
5533       uint32_t SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
5534       if (SrcTy->isInteger() && 
5535           SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
5536         // If this is an unsigned comparison, try to make the comparison use
5537         // smaller constant values.
5538         if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT && RHSV.isSignBit()) {
5539           // X u< 128 => X s> -1
5540           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, CastOp, 
5541                            ConstantInt::get(APInt::getAllOnesValue(SrcTySize)));
5542         } else if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_UGT &&
5543                    RHSV == APInt::getSignedMaxValue(SrcTySize)) {
5544           // X u> 127 => X s< 0
5545           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, CastOp, 
5546                               Constant::getNullValue(SrcTy));
5547         }
5548       }
5549     }
5550   }
5551   return 0;
5552 }
5553
5554 /// visitICmpInstWithCastAndCast - Handle icmp (cast x to y), (cast/cst).
5555 /// We only handle extending casts so far.
5556 ///
5557 Instruction *InstCombiner::visitICmpInstWithCastAndCast(ICmpInst &ICI) {
5558   const CastInst *LHSCI = cast<CastInst>(ICI.getOperand(0));
5559   Value *LHSCIOp        = LHSCI->getOperand(0);
5560   const Type *SrcTy     = LHSCIOp->getType();
5561   const Type *DestTy    = LHSCI->getType();
5562   Value *RHSCIOp;
5563
5564   // We only handle extension cast instructions, so far. Enforce this.
5565   if (LHSCI->getOpcode() != Instruction::ZExt &&
5566       LHSCI->getOpcode() != Instruction::SExt)
5567     return 0;
5568
5569   bool isSignedExt = LHSCI->getOpcode() == Instruction::SExt;
5570   bool isSignedCmp = ICI.isSignedPredicate();
5571
5572   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(ICI.getOperand(1))) {
5573     // Not an extension from the same type?
5574     RHSCIOp = CI->getOperand(0);
5575     if (RHSCIOp->getType() != LHSCIOp->getType()) 
5576       return 0;
5577     
5578     // If the signedness of the two compares doesn't agree (i.e. one is a sext
5579     // and the other is a zext), then we can't handle this.
5580     if (CI->getOpcode() != LHSCI->getOpcode())
5581       return 0;
5582
5583     // Likewise, if the signedness of the [sz]exts and the compare don't match, 
5584     // then we can't handle this.
5585     if (isSignedExt != isSignedCmp && !ICI.isEquality())
5586       return 0;
5587     
5588     // Okay, just insert a compare of the reduced operands now!
5589     return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, RHSCIOp);
5590   }
5591
5592   // If we aren't dealing with a constant on the RHS, exit early
5593   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(ICI.getOperand(1));
5594   if (!CI)
5595     return 0;
5596
5597   // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
5598   // reextended to DestTy.
5599   Constant *Res1 = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
5600   Constant *Res2 = ConstantExpr::getCast(LHSCI->getOpcode(), Res1, DestTy);
5601
5602   // If the re-extended constant didn't change...
5603   if (Res2 == CI) {
5604     // Make sure that sign of the Cmp and the sign of the Cast are the same.
5605     // For example, we might have:
5606     //    %A = sext short %X to uint
5607     //    %B = icmp ugt uint %A, 1330
5608     // It is incorrect to transform this into 
5609     //    %B = icmp ugt short %X, 1330 
5610     // because %A may have negative value. 
5611     //
5612     // However, it is OK if SrcTy is bool (See cast-set.ll testcase)
5613     // OR operation is EQ/NE.
5614     if (isSignedExt == isSignedCmp || SrcTy == Type::Int1Ty || ICI.isEquality())
5615       return new ICmpInst(ICI.getPredicate(), LHSCIOp, Res1);
5616     else
5617       return 0;
5618   }
5619
5620   // The re-extended constant changed so the constant cannot be represented 
5621   // in the shorter type. Consequently, we cannot emit a simple comparison.
5622
5623   // First, handle some easy cases. We know the result cannot be equal at this
5624   // point so handle the ICI.isEquality() cases
5625   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
5626     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getFalse());
5627   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
5628     return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantInt::getTrue());
5629
5630   // Evaluate the comparison for LT (we invert for GT below). LE and GE cases
5631   // should have been folded away previously and not enter in here.
5632   Value *Result;
5633   if (isSignedCmp) {
5634     // We're performing a signed comparison.
5635     if (cast<ConstantInt>(CI)->getValue().isNegative())
5636       Result = ConstantInt::getFalse();          // X < (small) --> false
5637     else
5638       Result = ConstantInt::getTrue();           // X < (large) --> true
5639   } else {
5640     // We're performing an unsigned comparison.
5641     if (isSignedExt) {
5642       // We're performing an unsigned comp with a sign extended value.
5643       // This is true if the input is >= 0. [aka >s -1]
5644       Constant *NegOne = ConstantInt::getAllOnesValue(SrcTy);
5645       Result = InsertNewInstBefore(new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGT, LHSCIOp,
5646                                    NegOne, ICI.getName()), ICI);
5647     } else {
5648       // Unsigned extend & unsigned compare -> always true.
5649       Result = ConstantInt::getTrue();
5650     }
5651   }
5652
5653   // Finally, return the value computed.
5654   if (ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_ULT ||
5655       ICI.getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT) {
5656     return ReplaceInstUsesWith(ICI, Result);
5657   } else {
5658     assert((ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_UGT || 
5659             ICI.getPredicate()==ICmpInst::ICMP_SGT) &&
5660            "ICmp should be folded!");
5661     if (Constant *CI = dyn_cast<Constant>(Result))
5662       return ReplaceInstUsesWith(ICI, ConstantExpr::getNot(CI));
5663     else
5664       return BinaryOperator::createNot(Result);
5665   }
5666 }
5667
5668 Instruction *InstCombiner::visitShl(BinaryOperator &I) {
5669   return commonShiftTransforms(I);
5670 }
5671
5672 Instruction *InstCombiner::visitLShr(BinaryOperator &I) {
5673   return commonShiftTransforms(I);
5674 }
5675
5676 Instruction *InstCombiner::visitAShr(BinaryOperator &I) {
5677   return commonShiftTransforms(I);
5678 }
5679
5680 Instruction *InstCombiner::commonShiftTransforms(BinaryOperator &I) {
5681   assert(I.getOperand(1)->getType() == I.getOperand(0)->getType());
5682   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
5683
5684   // shl X, 0 == X and shr X, 0 == X
5685   // shl 0, X == 0 and shr 0, X == 0
5686   if (Op1 == Constant::getNullValue(Op1->getType()) ||
5687       Op0 == Constant::getNullValue(Op0->getType()))
5688     return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
5689   
5690   if (isa<UndefValue>(Op0)) {            
5691     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr) // undef >>s X -> undef
5692       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);
5693     else                                    // undef << X -> 0, undef >>u X -> 0
5694       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
5695   }
5696   if (isa<UndefValue>(Op1)) {
5697     if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)  // X >>s undef -> X
5698       return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);          
5699     else                                     // X << undef, X >>u undef -> 0
5700       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
5701   }
5702
5703   // ashr int -1, X = -1   (for any arithmetic shift rights of ~0)
5704   if (I.getOpcode() == Instruction::AShr)
5705     if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
5706       if (CSI->isAllOnesValue())
5707         return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
5708
5709   // Try to fold constant and into select arguments.
5710   if (isa<Constant>(Op0))
5711     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
5712       if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
5713         return R;
5714
5715   // See if we can turn a signed shr into an unsigned shr.
5716   if (I.isArithmeticShift()) {
5717     if (MaskedValueIsZero(Op0, 
5718           APInt::getSignBit(I.getType()->getPrimitiveSizeInBits()))) {
5719       return BinaryOperator::createLShr(Op0, Op1, I.getName());
5720     }
5721   }
5722
5723   if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
5724     if (Instruction *Res = FoldShiftByConstant(Op0, CUI, I))
5725       return Res;
5726   return 0;
5727 }
5728
5729 Instruction *InstCombiner::FoldShiftByConstant(Value *Op0, ConstantInt *Op1,
5730                                                BinaryOperator &I) {
5731   bool isLeftShift    = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
5732
5733   // See if we can simplify any instructions used by the instruction whose sole 
5734   // purpose is to compute bits we don't care about.
5735   uint32_t TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
5736   APInt KnownZero(TypeBits, 0), KnownOne(TypeBits, 0);
5737   if (SimplifyDemandedBits(&I, APInt::getAllOnesValue(TypeBits),
5738                            KnownZero, KnownOne))
5739     return &I;
5740   
5741   // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
5742   // of a signed value.
5743   //
5744   if (Op1->uge(TypeBits)) {
5745     if (I.getOpcode() != Instruction::AShr)
5746       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
5747     else {
5748       I.setOperand(1, ConstantInt::get(I.getType(), TypeBits-1));
5749       return &I;
5750     }
5751   }
5752   
5753   // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
5754   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
5755     if (BO->getOpcode() == Instruction::Mul && isLeftShift)
5756       if (Constant *BOOp = dyn_cast<Constant>(BO->getOperand(1)))
5757         return BinaryOperator::createMul(BO->getOperand(0),
5758                                          ConstantExpr::getShl(BOOp, Op1));
5759   
5760   // Try to fold constant and into select arguments.
5761   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
5762     if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI, this))
5763       return R;
5764   if (isa<PHINode>(Op0))
5765     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
5766       return NV;
5767   
5768   if (Op0->hasOneUse()) {
5769     if (BinaryOperator *Op0BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0)) {
5770       // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
5771       Value *V1, *V2;
5772       ConstantInt *CC;
5773       switch (Op0BO->getOpcode()) {
5774         default: break;
5775         case Instruction::Add:
5776         case Instruction::And:
5777         case Instruction::Or:
5778         case Instruction::Xor: {
5779           // These operators commute.
5780           // Turn (Y + (X >> C)) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
5781           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(1)->hasOneUse() &&
5782               match(Op0BO->getOperand(1),
5783                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
5784             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
5785                                             Op0BO->getOperand(0), Op1,
5786                                             Op0BO->getName());
5787             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
5788             Instruction *X = 
5789               BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, V1,
5790                                      Op0BO->getOperand(1)->getName());
5791             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
5792             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
5793             return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(
5794                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
5795           }
5796           
5797           // Turn (Y + ((X >> C) & CC)) << C  ->  ((X & (CC << C)) + (Y << C))
5798           Value *Op0BOOp1 = Op0BO->getOperand(1);
5799           if (isLeftShift && Op0BOOp1->hasOneUse() &&
5800               match(Op0BOOp1, 
5801                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),m_ConstantInt(CC))) &&
5802               cast<BinaryOperator>(Op0BOOp1)->getOperand(0)->hasOneUse() &&
5803               V2 == Op1) {
5804             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
5805                                                      Op0BO->getOperand(0), Op1,
5806                                                      Op0BO->getName());
5807             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
5808             Instruction *XM =
5809               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
5810                                         V1->getName()+".mask");
5811             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
5812             
5813             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), YS, XM);
5814           }
5815         }
5816           
5817         // FALL THROUGH.
5818         case Instruction::Sub: {
5819           // Turn ((X >> C) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (~0 << C)
5820           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
5821               match(Op0BO->getOperand(0),
5822                     m_Shr(m_Value(V1), m_ConstantInt(CC))) && CC == Op1) {
5823             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
5824                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
5825                                                      Op0BO->getName());
5826             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
5827             Instruction *X =
5828               BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), V1, YS,
5829                                      Op0BO->getOperand(0)->getName());
5830             InsertNewInstBefore(X, I);  // (X + (Y << C))
5831             uint32_t Op1Val = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
5832             return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(
5833                        APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits-Op1Val)));
5834           }
5835           
5836           // Turn (((X >> C)&CC) + Y) << C  ->  (X + (Y << C)) & (CC << C)
5837           if (isLeftShift && Op0BO->getOperand(0)->hasOneUse() &&
5838               match(Op0BO->getOperand(0),
5839                     m_And(m_Shr(m_Value(V1), m_Value(V2)),
5840                           m_ConstantInt(CC))) && V2 == Op1 &&
5841               cast<BinaryOperator>(Op0BO->getOperand(0))
5842                   ->getOperand(0)->hasOneUse()) {
5843             Instruction *YS = BinaryOperator::createShl(
5844                                                      Op0BO->getOperand(1), Op1,
5845                                                      Op0BO->getName());
5846             InsertNewInstBefore(YS, I); // (Y << C)
5847             Instruction *XM =
5848               BinaryOperator::createAnd(V1, ConstantExpr::getShl(CC, Op1),
5849                                         V1->getName()+".mask");
5850             InsertNewInstBefore(XM, I); // X & (CC << C)
5851             
5852             return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), XM, YS);
5853           }
5854           
5855           break;
5856         }
5857       }
5858       
5859       
5860       // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
5861       // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
5862       if (ConstantInt *Op0C = dyn_cast<ConstantInt>(Op0BO->getOperand(1))) {
5863         bool isValid = true;     // Valid only for And, Or, Xor
5864         bool highBitSet = false; // Transform if high bit of constant set?
5865         
5866         switch (Op0BO->getOpcode()) {
5867           default: isValid = false; break;   // Do not perform transform!
5868           case Instruction::Add:
5869             isValid = isLeftShift;
5870             break;
5871           case Instruction::Or:
5872           case Instruction::Xor:
5873             highBitSet = false;
5874             break;
5875           case Instruction::And:
5876             highBitSet = true;
5877             break;
5878         }
5879         
5880         // If this is a signed shift right, and the high bit is modified
5881         // by the logical operation, do not perform the transformation.
5882         // The highBitSet boolean indicates the value of the high bit of
5883         // the constant which would cause it to be modified for this
5884         // operation.
5885         //
5886         if (isValid && !isLeftShift && I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
5887           isValid = Op0C->getValue()[TypeBits-1] == highBitSet;
5888         }
5889         
5890         if (isValid) {
5891           Constant *NewRHS = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), Op0C, Op1);
5892           
5893           Instruction *NewShift =
5894             BinaryOperator::create(I.getOpcode(), Op0BO->getOperand(0), Op1);
5895           InsertNewInstBefore(NewShift, I);
5896           NewShift->takeName(Op0BO);
5897           
5898           return BinaryOperator::create(Op0BO->getOpcode(), NewShift,
5899                                         NewRHS);
5900         }
5901       }
5902     }
5903   }
5904   
5905   // Find out if this is a shift of a shift by a constant.
5906   BinaryOperator *ShiftOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0);
5907   if (ShiftOp && !ShiftOp->isShift())
5908     ShiftOp = 0;
5909   
5910   if (ShiftOp && isa<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1))) {
5911     ConstantInt *ShiftAmt1C = cast<ConstantInt>(ShiftOp->getOperand(1));
5912     uint32_t ShiftAmt1 = ShiftAmt1C->getLimitedValue(TypeBits);
5913     uint32_t ShiftAmt2 = Op1->getLimitedValue(TypeBits);
5914     assert(ShiftAmt2 != 0 && "Should have been simplified earlier");
5915     if (ShiftAmt1 == 0) return 0;  // Will be simplified in the future.
5916     Value *X = ShiftOp->getOperand(0);
5917     
5918     uint32_t AmtSum = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift.
5919     if (AmtSum > TypeBits)
5920       AmtSum = TypeBits;
5921     
5922     const IntegerType *Ty = cast<IntegerType>(I.getType());
5923     
5924     // Check for (X << c1) << c2  and  (X >> c1) >> c2
5925     if (I.getOpcode() == ShiftOp->getOpcode()) {
5926       return BinaryOperator::create(I.getOpcode(), X,
5927                                     ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
5928     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr &&
5929                I.getOpcode() == Instruction::AShr) {
5930       // ((X >>u C1) >>s C2) -> (X >>u (C1+C2))  since C1 != 0.
5931       return BinaryOperator::createLShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
5932     } else if (ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr &&
5933                I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
5934       // ((X >>s C1) >>u C2) -> ((X >>s (C1+C2)) & mask) since C1 != 0.
5935       Instruction *Shift =
5936         BinaryOperator::createAShr(X, ConstantInt::get(Ty, AmtSum));
5937       InsertNewInstBefore(Shift, I);
5938
5939       APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
5940       return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
5941     }
5942     
5943     // Okay, if we get here, one shift must be left, and the other shift must be
5944     // right.  See if the amounts are equal.
5945     if (ShiftAmt1 == ShiftAmt2) {
5946       // If we have ((X >>? C) << C), turn this into X & (-1 << C).
5947       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
5948         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
5949         return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
5950       }
5951       // If we have ((X << C) >>u C), turn this into X & (-1 >>u C).
5952       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
5953         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt1));
5954         return BinaryOperator::createAnd(X, ConstantInt::get(Mask));
5955       }
5956       // We can simplify ((X << C) >>s C) into a trunc + sext.
5957       // NOTE: we could do this for any C, but that would make 'unusual' integer
5958       // types.  For now, just stick to ones well-supported by the code
5959       // generators.
5960       const Type *SExtType = 0;
5961       switch (Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1) {
5962       case 1  :
5963       case 8  :
5964       case 16 :
5965       case 32 :
5966       case 64 :
5967       case 128:
5968         SExtType = IntegerType::get(Ty->getBitWidth() - ShiftAmt1);
5969         break;
5970       default: break;
5971       }
5972       if (SExtType) {
5973         Instruction *NewTrunc = new TruncInst(X, SExtType, "sext");
5974         InsertNewInstBefore(NewTrunc, I);
5975         return new SExtInst(NewTrunc, Ty);
5976       }
5977       // Otherwise, we can't handle it yet.
5978     } else if (ShiftAmt1 < ShiftAmt2) {
5979       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt2-ShiftAmt1;
5980       
5981       // (X >>? C1) << C2 --> X << (C2-C1) & (-1 << C2)
5982       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
5983         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
5984                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
5985         Instruction *Shift =
5986           BinaryOperator::createShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
5987         InsertNewInstBefore(Shift, I);
5988         
5989         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
5990         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
5991       }
5992       
5993       // (X << C1) >>u C2  --> X >>u (C2-C1) & (-1 >> C2)
5994       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
5995         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
5996         Instruction *Shift =
5997           BinaryOperator::createLShr(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
5998         InsertNewInstBefore(Shift, I);
5999         
6000         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6001         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6002       }
6003       
6004       // We can't handle (X << C1) >>s C2, it shifts arbitrary bits in.
6005     } else {
6006       assert(ShiftAmt2 < ShiftAmt1);
6007       uint32_t ShiftDiff = ShiftAmt1-ShiftAmt2;
6008
6009       // (X >>? C1) << C2 --> X >>? (C1-C2) & (-1 << C2)
6010       if (I.getOpcode() == Instruction::Shl) {
6011         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::LShr ||
6012                ShiftOp->getOpcode() == Instruction::AShr);
6013         Instruction *Shift =
6014           BinaryOperator::create(ShiftOp->getOpcode(), X,
6015                                  ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6016         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6017         
6018         APInt Mask(APInt::getHighBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6019         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6020       }
6021       
6022       // (X << C1) >>u C2  --> X << (C1-C2) & (-1 >> C2)
6023       if (I.getOpcode() == Instruction::LShr) {
6024         assert(ShiftOp->getOpcode() == Instruction::Shl);
6025         Instruction *Shift =
6026           BinaryOperator::createShl(X, ConstantInt::get(Ty, ShiftDiff));
6027         InsertNewInstBefore(Shift, I);
6028         
6029         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(TypeBits, TypeBits - ShiftAmt2));
6030         return BinaryOperator::createAnd(Shift, ConstantInt::get(Mask));
6031       }
6032       
6033       // We can't handle (X << C1) >>a C2, it shifts arbitrary bits in.
6034     }
6035   }
6036   return 0;
6037 }
6038
6039
6040 /// DecomposeSimpleLinearExpr - Analyze 'Val', seeing if it is a simple linear
6041 /// expression.  If so, decompose it, returning some value X, such that Val is
6042 /// X*Scale+Offset.
6043 ///
6044 static Value *DecomposeSimpleLinearExpr(Value *Val, unsigned &Scale,
6045                                         int &Offset) {
6046   assert(Val->getType() == Type::Int32Ty && "Unexpected allocation size type!");
6047   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
6048     Offset = CI->getZExtValue();
6049     Scale  = 1;
6050     return ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
6051   } else if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Val)) {
6052     if (I->getNumOperands() == 2) {
6053       if (ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6054         if (I->getOpcode() == Instruction::Shl) {
6055           // This is a value scaled by '1 << the shift amt'.
6056           Scale = 1U << CUI->getZExtValue();
6057           Offset = 0;
6058           return I->getOperand(0);
6059         } else if (I->getOpcode() == Instruction::Mul) {
6060           // This value is scaled by 'CUI'.
6061           Scale = CUI->getZExtValue();
6062           Offset = 0;
6063           return I->getOperand(0);
6064         } else if (I->getOpcode() == Instruction::Add) {
6065           // We have X+C.  Check to see if we really have (X*C2)+C1, 
6066           // where C1 is divisible by C2.
6067           unsigned SubScale;
6068           Value *SubVal = 
6069             DecomposeSimpleLinearExpr(I->getOperand(0), SubScale, Offset);
6070           Offset += CUI->getZExtValue();
6071           if (SubScale > 1 && (Offset % SubScale == 0)) {
6072             Scale = SubScale;
6073             return SubVal;
6074           }
6075         }
6076       }
6077     }
6078   }
6079
6080   // Otherwise, we can't look past this.
6081   Scale = 1;
6082   Offset = 0;
6083   return Val;
6084 }
6085
6086
6087 /// PromoteCastOfAllocation - If we find a cast of an allocation instruction,
6088 /// try to eliminate the cast by moving the type information into the alloc.
6089 Instruction *InstCombiner::PromoteCastOfAllocation(BitCastInst &CI,
6090                                                    AllocationInst &AI) {
6091   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(CI.getType());
6092   
6093   // Remove any uses of AI that are dead.
6094   assert(!CI.use_empty() && "Dead instructions should be removed earlier!");
6095   
6096   for (Value::use_iterator UI = AI.use_begin(), E = AI.use_end(); UI != E; ) {
6097     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI++);
6098     if (isInstructionTriviallyDead(User)) {
6099       while (UI != E && *UI == User)
6100         ++UI; // If this instruction uses AI more than once, don't break UI.
6101       
6102       ++NumDeadInst;
6103       DOUT << "IC: DCE: " << *User;
6104       EraseInstFromFunction(*User);
6105     }
6106   }
6107   
6108   // Get the type really allocated and the type casted to.
6109   const Type *AllocElTy = AI.getAllocatedType();
6110   const Type *CastElTy = PTy->getElementType();
6111   if (!AllocElTy->isSized() || !CastElTy->isSized()) return 0;
6112
6113   unsigned AllocElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(AllocElTy);
6114   unsigned CastElTyAlign = TD->getABITypeAlignment(CastElTy);
6115   if (CastElTyAlign < AllocElTyAlign) return 0;
6116
6117   // If the allocation has multiple uses, only promote it if we are strictly
6118   // increasing the alignment of the resultant allocation.  If we keep it the
6119   // same, we open the door to infinite loops of various kinds.
6120   if (!AI.hasOneUse() && CastElTyAlign == AllocElTyAlign) return 0;
6121
6122   uint64_t AllocElTySize = TD->getTypeSize(AllocElTy);
6123   uint64_t CastElTySize = TD->getTypeSize(CastElTy);
6124   if (CastElTySize == 0 || AllocElTySize == 0) return 0;
6125
6126   // See if we can satisfy the modulus by pulling a scale out of the array
6127   // size argument.
6128   unsigned ArraySizeScale;
6129   int ArrayOffset;
6130   Value *NumElements = // See if the array size is a decomposable linear expr.
6131     DecomposeSimpleLinearExpr(AI.getOperand(0), ArraySizeScale, ArrayOffset);
6132  
6133   // If we can now satisfy the modulus, by using a non-1 scale, we really can
6134   // do the xform.
6135   if ((AllocElTySize*ArraySizeScale) % CastElTySize != 0 ||
6136       (AllocElTySize*ArrayOffset   ) % CastElTySize != 0) return 0;
6137
6138   unsigned Scale = (AllocElTySize*ArraySizeScale)/CastElTySize;
6139   Value *Amt = 0;
6140   if (Scale == 1) {
6141     Amt = NumElements;
6142   } else {
6143     // If the allocation size is constant, form a constant mul expression
6144     Amt = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Scale);
6145     if (isa<ConstantInt>(NumElements))
6146       Amt = Multiply(cast<ConstantInt>(NumElements), cast<ConstantInt>(Amt));
6147     // otherwise multiply the amount and the number of elements
6148     else if (Scale != 1) {
6149       Instruction *Tmp = BinaryOperator::createMul(Amt, NumElements, "tmp");
6150       Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6151     }
6152   }
6153   
6154   if (int Offset = (AllocElTySize*ArrayOffset)/CastElTySize) {
6155     Value *Off = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Offset, true);
6156     Instruction *Tmp = BinaryOperator::createAdd(Amt, Off, "tmp");
6157     Amt = InsertNewInstBefore(Tmp, AI);
6158   }
6159   
6160   AllocationInst *New;
6161   if (isa<MallocInst>(AI))
6162     New = new MallocInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6163   else
6164     New = new AllocaInst(CastElTy, Amt, AI.getAlignment());
6165   InsertNewInstBefore(New, AI);
6166   New->takeName(&AI);
6167   
6168   // If the allocation has multiple uses, insert a cast and change all things
6169   // that used it to use the new cast.  This will also hack on CI, but it will
6170   // die soon.
6171   if (!AI.hasOneUse()) {
6172     AddUsesToWorkList(AI);
6173     // New is the allocation instruction, pointer typed. AI is the original
6174     // allocation instruction, also pointer typed. Thus, cast to use is BitCast.
6175     CastInst *NewCast = new BitCastInst(New, AI.getType(), "tmpcast");
6176     InsertNewInstBefore(NewCast, AI);
6177     AI.replaceAllUsesWith(NewCast);
6178   }
6179   return ReplaceInstUsesWith(CI, New);
6180 }
6181
6182 /// CanEvaluateInDifferentType - Return true if we can take the specified value
6183 /// and return it as type Ty without inserting any new casts and without
6184 /// changing the computed value.  This is used by code that tries to decide
6185 /// whether promoting or shrinking integer operations to wider or smaller types
6186 /// will allow us to eliminate a truncate or extend.
6187 ///
6188 /// This is a truncation operation if Ty is smaller than V->getType(), or an
6189 /// extension operation if Ty is larger.
6190 static bool CanEvaluateInDifferentType(Value *V, const IntegerType *Ty,
6191                                        int &NumCastsRemoved) {
6192   // We can always evaluate constants in another type.
6193   if (isa<ConstantInt>(V))
6194     return true;
6195   
6196   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
6197   if (!I) return false;
6198   
6199   const IntegerType *OrigTy = cast<IntegerType>(V->getType());
6200   
6201   switch (I->getOpcode()) {
6202   case Instruction::Add:
6203   case Instruction::Sub:
6204   case Instruction::And:
6205   case Instruction::Or:
6206   case Instruction::Xor:
6207     if (!I->hasOneUse()) return false;
6208     // These operators can all arbitrarily be extended or truncated.
6209     return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, NumCastsRemoved) &&
6210            CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, NumCastsRemoved);
6211
6212   case Instruction::Shl:
6213     if (!I->hasOneUse()) return false;
6214     // If we are truncating the result of this SHL, and if it's a shift of a
6215     // constant amount, we can always perform a SHL in a smaller type.
6216     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6217       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
6218       if (BitWidth < OrigTy->getBitWidth() && 
6219           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth)
6220         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty,NumCastsRemoved);
6221     }
6222     break;
6223   case Instruction::LShr:
6224     if (!I->hasOneUse()) return false;
6225     // If this is a truncate of a logical shr, we can truncate it to a smaller
6226     // lshr iff we know that the bits we would otherwise be shifting in are
6227     // already zeros.
6228     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
6229       uint32_t OrigBitWidth = OrigTy->getBitWidth();
6230       uint32_t BitWidth = Ty->getBitWidth();
6231       if (BitWidth < OrigBitWidth &&
6232           MaskedValueIsZero(I->getOperand(0),
6233             APInt::getHighBitsSet(OrigBitWidth, OrigBitWidth-BitWidth)) &&
6234           CI->getLimitedValue(BitWidth) < BitWidth) {
6235         return CanEvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty,NumCastsRemoved);
6236       }
6237     }
6238     break;
6239   case Instruction::Trunc:
6240   case Instruction::ZExt:
6241   case Instruction::SExt:
6242     // If this is a cast from the destination type, we can trivially eliminate
6243     // it, and this will remove a cast overall.
6244     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty) {
6245       // If the first operand is itself a cast, and is eliminable, do not count
6246       // this as an eliminable cast.  We would prefer to eliminate those two
6247       // casts first.
6248       if (isa<CastInst>(I->getOperand(0)))
6249         return true;
6250       
6251       ++NumCastsRemoved;
6252       return true;
6253     }
6254     break;
6255   default:
6256     // TODO: Can handle more cases here.
6257     break;
6258   }
6259   
6260   return false;
6261 }
6262
6263 /// EvaluateInDifferentType - Given an expression that 
6264 /// CanEvaluateInDifferentType returns true for, actually insert the code to
6265 /// evaluate the expression.
6266 Value *InstCombiner::EvaluateInDifferentType(Value *V, const Type *Ty, 
6267                                              bool isSigned) {
6268   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
6269     return ConstantExpr::getIntegerCast(C, Ty, isSigned /*Sext or ZExt*/);
6270
6271   // Otherwise, it must be an instruction.
6272   Instruction *I = cast<Instruction>(V);
6273   Instruction *Res = 0;
6274   switch (I->getOpcode()) {
6275   case Instruction::Add:
6276   case Instruction::Sub:
6277   case Instruction::And:
6278   case Instruction::Or:
6279   case Instruction::Xor:
6280   case Instruction::AShr:
6281   case Instruction::LShr:
6282   case Instruction::Shl: {
6283     Value *LHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(0), Ty, isSigned);
6284     Value *RHS = EvaluateInDifferentType(I->getOperand(1), Ty, isSigned);
6285     Res = BinaryOperator::create((Instruction::BinaryOps)I->getOpcode(),
6286                                  LHS, RHS, I->getName());
6287     break;
6288   }    
6289   case Instruction::Trunc:
6290   case Instruction::ZExt:
6291   case Instruction::SExt:
6292   case Instruction::BitCast:
6293     // If the source type of the cast is the type we're trying for then we can
6294     // just return the source. There's no need to insert it because its not new.
6295     if (I->getOperand(0)->getType() == Ty)
6296       return I->getOperand(0);
6297     
6298     // Some other kind of cast, which shouldn't happen, so just ..
6299     // FALL THROUGH
6300   default: 
6301     // TODO: Can handle more cases here.
6302     assert(0 && "Unreachable!");
6303     break;
6304   }
6305   
6306   return InsertNewInstBefore(Res, *I);
6307 }
6308
6309 /// @brief Implement the transforms common to all CastInst visitors.
6310 Instruction *InstCombiner::commonCastTransforms(CastInst &CI) {
6311   Value *Src = CI.getOperand(0);
6312
6313   // Casting undef to anything results in undef so might as just replace it and
6314   // get rid of the cast.
6315   if (isa<UndefValue>(Src))   // cast undef -> undef
6316     return ReplaceInstUsesWith(CI, UndefValue::get(CI.getType()));
6317
6318   // Many cases of "cast of a cast" are eliminable. If its eliminable we just
6319   // eliminate it now.
6320   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
6321     if (Instruction::CastOps opc = 
6322         isEliminableCastPair(CSrc, CI.getOpcode(), CI.getType(), TD)) {
6323       // The first cast (CSrc) is eliminable so we need to fix up or replace
6324       // the second cast (CI). CSrc will then have a good chance of being dead.
6325       return CastInst::create(opc, CSrc->getOperand(0), CI.getType());
6326     }
6327   }
6328
6329   // If we are casting a select then fold the cast into the select
6330   if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Src))
6331     if (Instruction *NV = FoldOpIntoSelect(CI, SI, this))
6332       return NV;
6333
6334   // If we are casting a PHI then fold the cast into the PHI
6335   if (isa<PHINode>(Src))
6336     if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(CI))
6337       return NV;
6338   
6339   return 0;
6340 }
6341
6342 /// @brief Implement the transforms for cast of pointer (bitcast/ptrtoint)
6343 Instruction *InstCombiner::commonPointerCastTransforms(CastInst &CI) {
6344   Value *Src = CI.getOperand(0);
6345   
6346   // If casting the result of a getelementptr instruction with no offset, turn
6347   // this into a cast of the original pointer!
6348   //
6349   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Src)) {
6350     if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
6351       // Changing the cast operand is usually not a good idea but it is safe
6352       // here because the pointer operand is being replaced with another 
6353       // pointer operand so the opcode doesn't need to change.
6354       CI.setOperand(0, GEP->getOperand(0));
6355       return &CI;
6356     }
6357   }
6358     
6359   return commonCastTransforms(CI);
6360 }
6361
6362
6363
6364 /// Only the TRUNC, ZEXT, SEXT, and BITCAST can both operand and result as
6365 /// integer types. This function implements the common transforms for all those
6366 /// cases.
6367 /// @brief Implement the transforms common to CastInst with integer operands
6368 Instruction *InstCombiner::commonIntCastTransforms(CastInst &CI) {
6369   if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
6370     return Result;
6371
6372   Value *Src = CI.getOperand(0);
6373   const Type *SrcTy = Src->getType();
6374   const Type *DestTy = CI.getType();
6375   uint32_t SrcBitSize = SrcTy->getPrimitiveSizeInBits();
6376   uint32_t DestBitSize = DestTy->getPrimitiveSizeInBits();
6377
6378   // See if we can simplify any instructions used by the LHS whose sole 
6379   // purpose is to compute bits we don't care about.
6380   APInt KnownZero(DestBitSize, 0), KnownOne(DestBitSize, 0);
6381   if (SimplifyDemandedBits(&CI, APInt::getAllOnesValue(DestBitSize),
6382                            KnownZero, KnownOne))
6383     return &CI;
6384
6385   // If the source isn't an instruction or has more than one use then we
6386   // can't do anything more. 
6387   Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src);
6388   if (!SrcI || !Src->hasOneUse())
6389     return 0;
6390
6391   // Attempt to propagate the cast into the instruction for int->int casts.
6392   int NumCastsRemoved = 0;
6393   if (!isa<BitCastInst>(CI) &&
6394       CanEvaluateInDifferentType(SrcI, cast<IntegerType>(DestTy),
6395                                  NumCastsRemoved)) {
6396     // If this cast is a truncate, evaluting in a different type always
6397     // eliminates the cast, so it is always a win.  If this is a noop-cast
6398     // this just removes a noop cast which isn't pointful, but simplifies
6399     // the code.  If this is a zero-extension, we need to do an AND to
6400     // maintain the clear top-part of the computation, so we require that
6401     // the input have eliminated at least one cast.  If this is a sign
6402     // extension, we insert two new casts (to do the extension) so we
6403     // require that two casts have been eliminated.
6404     bool DoXForm;
6405     switch (CI.getOpcode()) {
6406     default:
6407       // All the others use floating point so we shouldn't actually 
6408       // get here because of the check above.
6409       assert(0 && "Unknown cast type");
6410     case Instruction::Trunc:
6411       DoXForm = true;
6412       break;
6413     case Instruction::ZExt:
6414       DoXForm = NumCastsRemoved >= 1;
6415       break;
6416     case Instruction::SExt:
6417       DoXForm = NumCastsRemoved >= 2;
6418       break;
6419     case Instruction::BitCast:
6420       DoXForm = false;
6421       break;
6422     }
6423     
6424     if (DoXForm) {
6425       Value *Res = EvaluateInDifferentType(SrcI, DestTy, 
6426                                            CI.getOpcode() == Instruction::SExt);
6427       assert(Res->getType() == DestTy);
6428       switch (CI.getOpcode()) {
6429       default: assert(0 && "Unknown cast type!");
6430       case Instruction::Trunc:
6431       case Instruction::BitCast:
6432         // Just replace this cast with the result.
6433         return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
6434       case Instruction::ZExt: {
6435         // We need to emit an AND to clear the high bits.
6436         assert(SrcBitSize < DestBitSize && "Not a zext?");
6437         Constant *C = ConstantInt::get(APInt::getLowBitsSet(DestBitSize,
6438                                                             SrcBitSize));
6439         return BinaryOperator::createAnd(Res, C);
6440       }
6441       case Instruction::SExt:
6442         // We need to emit a cast to truncate, then a cast to sext.
6443         return CastInst::create(Instruction::SExt,
6444             InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Res, Src->getType(), 
6445                              CI), DestTy);
6446       }
6447     }
6448   }
6449   
6450   Value *Op0 = SrcI->getNumOperands() > 0 ? SrcI->getOperand(0) : 0;
6451   Value *Op1 = SrcI->getNumOperands() > 1 ? SrcI->getOperand(1) : 0;
6452
6453   switch (SrcI->getOpcode()) {
6454   case Instruction::Add:
6455   case Instruction::Mul:
6456   case Instruction::And:
6457   case Instruction::Or:
6458   case Instruction::Xor:
6459     // If we are discarding information, rewrite.
6460     if (DestBitSize <= SrcBitSize && DestBitSize != 1) {
6461       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
6462       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
6463       // only be converting signedness, which is a noop.
6464       if (DestBitSize == SrcBitSize || 
6465           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy,TD) ||
6466           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
6467         Instruction::CastOps opcode = CI.getOpcode();
6468         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
6469         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
6470         return BinaryOperator::create(
6471             cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
6472       }
6473     }
6474
6475     // cast (xor bool X, true) to int  --> xor (cast bool X to int), 1
6476     if (isa<ZExtInst>(CI) && SrcBitSize == 1 && 
6477         SrcI->getOpcode() == Instruction::Xor &&
6478         Op1 == ConstantInt::getTrue() &&
6479         (!Op0->hasOneUse() || !isa<CmpInst>(Op0))) {
6480       Value *New = InsertOperandCastBefore(Instruction::ZExt, Op0, DestTy, &CI);
6481       return BinaryOperator::createXor(New, ConstantInt::get(CI.getType(), 1));
6482     }
6483     break;
6484   case Instruction::SDiv:
6485   case Instruction::UDiv:
6486   case Instruction::SRem:
6487   case Instruction::URem:
6488     // If we are just changing the sign, rewrite.
6489     if (DestBitSize == SrcBitSize) {
6490       // Don't insert two casts if they cannot be eliminated.  We allow 
6491       // two casts to be inserted if the sizes are the same.  This could 
6492       // only be converting signedness, which is a noop.
6493       if (!ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op1, DestTy, TD) || 
6494           !ValueRequiresCast(CI.getOpcode(), Op0, DestTy, TD)) {
6495         Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
6496                                               Op0, DestTy, SrcI);
6497         Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast, 
6498                                               Op1, DestTy, SrcI);
6499         return BinaryOperator::create(
6500           cast<BinaryOperator>(SrcI)->getOpcode(), Op0c, Op1c);
6501       }
6502     }
6503     break;
6504
6505   case Instruction::Shl:
6506     // Allow changing the sign of the source operand.  Do not allow 
6507     // changing the size of the shift, UNLESS the shift amount is a 
6508     // constant.  We must not change variable sized shifts to a smaller 
6509     // size, because it is undefined to shift more bits out than exist 
6510     // in the value.
6511     if (DestBitSize == SrcBitSize ||
6512         (DestBitSize < SrcBitSize && isa<Constant>(Op1))) {
6513       Instruction::CastOps opcode = (DestBitSize == SrcBitSize ?
6514           Instruction::BitCast : Instruction::Trunc);
6515       Value *Op0c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op0, DestTy, SrcI);
6516       Value *Op1c = InsertOperandCastBefore(opcode, Op1, DestTy, SrcI);
6517       return BinaryOperator::createShl(Op0c, Op1c);
6518     }
6519     break;
6520   case Instruction::AShr:
6521     // If this is a signed shr, and if all bits shifted in are about to be
6522     // truncated off, turn it into an unsigned shr to allow greater
6523     // simplifications.
6524     if (DestBitSize < SrcBitSize &&
6525         isa<ConstantInt>(Op1)) {
6526       uint32_t ShiftAmt = cast<ConstantInt>(Op1)->getLimitedValue(SrcBitSize);
6527       if (SrcBitSize > ShiftAmt && SrcBitSize-ShiftAmt >= DestBitSize) {
6528         // Insert the new logical shift right.
6529         return BinaryOperator::createLShr(Op0, Op1);
6530       }
6531     }
6532     break;
6533   }
6534   return 0;
6535 }
6536
6537 Instruction *InstCombiner::visitTrunc(TruncInst &CI) {
6538   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
6539     return Result;
6540   
6541   Value *Src = CI.getOperand(0);
6542   const Type *Ty = CI.getType();
6543   uint32_t DestBitWidth = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
6544   uint32_t SrcBitWidth = cast<IntegerType>(Src->getType())->getBitWidth();
6545   
6546   if (Instruction *SrcI = dyn_cast<Instruction>(Src)) {
6547     switch (SrcI->getOpcode()) {
6548     default: break;
6549     case Instruction::LShr:
6550       // We can shrink lshr to something smaller if we know the bits shifted in
6551       // are already zeros.
6552       if (ConstantInt *ShAmtV = dyn_cast<ConstantInt>(SrcI->getOperand(1))) {
6553         uint32_t ShAmt = ShAmtV->getLimitedValue(SrcBitWidth);
6554         
6555         // Get a mask for the bits shifting in.
6556         APInt Mask(APInt::getLowBitsSet(SrcBitWidth, ShAmt).shl(DestBitWidth));
6557         Value* SrcIOp0 = SrcI->getOperand(0);
6558         if (SrcI->hasOneUse() && MaskedValueIsZero(SrcIOp0, Mask)) {
6559           if (ShAmt >= DestBitWidth)        // All zeros.
6560             return ReplaceInstUsesWith(CI, Constant::getNullValue(Ty));
6561
6562           // Okay, we can shrink this.  Truncate the input, then return a new
6563           // shift.
6564           Value *V1 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcIOp0, Ty, CI);
6565           Value *V2 = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, SrcI->getOperand(1),
6566                                        Ty, CI);
6567           return BinaryOperator::createLShr(V1, V2);
6568         }
6569       } else {     // This is a variable shr.
6570         
6571         // Turn 'trunc (lshr X, Y) to bool' into '(X & (1 << Y)) != 0'.  This is
6572         // more LLVM instructions, but allows '1 << Y' to be hoisted if
6573         // loop-invariant and CSE'd.
6574         if (CI.getType() == Type::Int1Ty && SrcI->hasOneUse()) {
6575           Value *One = ConstantInt::get(SrcI->getType(), 1);
6576
6577           Value *V = InsertNewInstBefore(
6578               BinaryOperator::createShl(One, SrcI->getOperand(1),
6579                                      "tmp"), CI);
6580           V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAnd(V,
6581                                                             SrcI->getOperand(0),
6582                                                             "tmp"), CI);
6583           Value *Zero = Constant::getNullValue(V->getType());
6584           return new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, V, Zero);
6585         }
6586       }
6587       break;
6588     }
6589   }
6590   
6591   return 0;
6592 }
6593
6594 Instruction *InstCombiner::visitZExt(ZExtInst &CI) {
6595   // If one of the common conversion will work ..
6596   if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
6597     return Result;
6598
6599   Value *Src = CI.getOperand(0);
6600
6601   // If this is a cast of a cast
6602   if (CastInst *CSrc = dyn_cast<CastInst>(Src)) {   // A->B->C cast
6603     // If this is a TRUNC followed by a ZEXT then we are dealing with integral
6604     // types and if the sizes are just right we can convert this into a logical
6605     // 'and' which will be much cheaper than the pair of casts.
6606     if (isa<TruncInst>(CSrc)) {
6607       // Get the sizes of the types involved
6608       Value *A = CSrc->getOperand(0);
6609       uint32_t SrcSize = A->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6610       uint32_t MidSize = CSrc->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6611       uint32_t DstSize = CI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
6612       // If we're actually extending zero bits and the trunc is a no-op
6613       if (MidSize < DstSize && SrcSize == DstSize) {
6614         // Replace both of the casts with an And of the type mask.
6615         APInt AndValue(APInt::getLowBitsSet(SrcSize, MidSize));
6616         Constant *AndConst = ConstantInt::get(AndValue);
6617         Instruction *And = 
6618           BinaryOperator::createAnd(CSrc->getOperand(0), AndConst);
6619         // Unfortunately, if the type changed, we need to cast it back.
6620         if (And->getType() != CI.getType()) {
6621           And->setName(CSrc->getName()+".mask");
6622           InsertNewInstBefore(And, CI);
6623           And = CastInst::createIntegerCast(And, CI.getType(), false/*ZExt*/);
6624         }
6625         return And;
6626       }
6627     }
6628   }
6629
6630   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src)) {
6631     // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
6632     // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
6633     // cast to integer to avoid the comparison.
6634     if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
6635       const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
6636       
6637       // zext (x <s  0) to i32 --> x>>u31      true if signbit set.
6638       // zext (x >s -1) to i32 --> (x>>u31)^1  true if signbit clear.
6639       if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
6640           (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())){
6641         Value *In = ICI->getOperand(0);
6642         Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
6643                                     In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
6644         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createLShr(In, Sh,
6645                                                         In->getName()+".lobit"),
6646                                  CI);
6647         if (In->getType() != CI.getType())
6648           In = CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(),
6649                                            false/*ZExt*/, "tmp", &CI);
6650
6651         if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT) {
6652           Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
6653           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createXor(In, One,
6654                                                           In->getName()+".not"),
6655                                    CI);
6656         }
6657
6658         return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
6659       }
6660       
6661       
6662       
6663       // zext (X == 0) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
6664       // zext (X == 0) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
6665       // zext (X == 1) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
6666       // zext (X == 2) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
6667       // zext (X != 0) to i32 --> X        iff X has only the low bit set.
6668       // zext (X != 0) to i32 --> X>>1     iff X has only the 2nd bit set.
6669       // zext (X != 1) to i32 --> X^1      iff X has only the low bit set.
6670       // zext (X != 2) to i32 --> (X>>1)^1 iff X has only the 2nd bit set.
6671       if ((Op1CV == 0 || Op1CV.isPowerOf2()) && 
6672           // This only works for EQ and NE
6673           ICI->isEquality()) {
6674         // If Op1C some other power of two, convert:
6675         uint32_t BitWidth = Op1C->getType()->getBitWidth();
6676         APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
6677         APInt TypeMask(APInt::getAllOnesValue(BitWidth));
6678         ComputeMaskedBits(ICI->getOperand(0), TypeMask, KnownZero, KnownOne);
6679         
6680         APInt KnownZeroMask(~KnownZero);
6681         if (KnownZeroMask.isPowerOf2()) { // Exactly 1 possible 1?
6682           bool isNE = ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
6683           if (Op1CV != 0 && (Op1CV != KnownZeroMask)) {
6684             // (X&4) == 2 --> false
6685             // (X&4) != 2 --> true
6686             Constant *Res = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, isNE);
6687             Res = ConstantExpr::getZExt(Res, CI.getType());
6688             return ReplaceInstUsesWith(CI, Res);
6689           }
6690           
6691           uint32_t ShiftAmt = KnownZeroMask.logBase2();
6692           Value *In = ICI->getOperand(0);
6693           if (ShiftAmt) {
6694             // Perform a logical shr by shiftamt.
6695             // Insert the shift to put the result in the low bit.
6696             In = InsertNewInstBefore(
6697                    BinaryOperator::createLShr(In,
6698                                      ConstantInt::get(In->getType(), ShiftAmt),
6699                                               In->getName()+".lobit"), CI);
6700           }
6701           
6702           if ((Op1CV != 0) == isNE) { // Toggle the low bit.
6703             Constant *One = ConstantInt::get(In->getType(), 1);
6704             In = BinaryOperator::createXor(In, One, "tmp");
6705             InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(In), CI);
6706           }
6707           
6708           if (CI.getType() == In->getType())
6709             return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
6710           else
6711             return CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(), false/*ZExt*/);
6712         }
6713       }
6714     }
6715   }    
6716   return 0;
6717 }
6718
6719 Instruction *InstCombiner::visitSExt(SExtInst &CI) {
6720   if (Instruction *I = commonIntCastTransforms(CI))
6721     return I;
6722   
6723   Value *Src = CI.getOperand(0);
6724   
6725   // sext (x <s 0) -> ashr x, 31   -> all ones if signed
6726   // sext (x >s -1) -> ashr x, 31  -> all ones if not signed
6727   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(Src)) {
6728     // If we are just checking for a icmp eq of a single bit and zext'ing it
6729     // to an integer, then shift the bit to the appropriate place and then
6730     // cast to integer to avoid the comparison.
6731     if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(ICI->getOperand(1))) {
6732       const APInt &Op1CV = Op1C->getValue();
6733       
6734       // sext (x <s  0) to i32 --> x>>s31      true if signbit set.
6735       // sext (x >s -1) to i32 --> (x>>s31)^-1  true if signbit clear.
6736       if ((ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && Op1CV == 0) ||
6737           (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT &&Op1CV.isAllOnesValue())){
6738         Value *In = ICI->getOperand(0);
6739         Value *Sh = ConstantInt::get(In->getType(),
6740                                      In->getType()->getPrimitiveSizeInBits()-1);
6741         In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createAShr(In, Sh,
6742                                                         In->getName()+".lobit"),
6743                                  CI);
6744         if (In->getType() != CI.getType())
6745           In = CastInst::createIntegerCast(In, CI.getType(),
6746                                            true/*SExt*/, "tmp", &CI);
6747         
6748         if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SGT)
6749           In = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(In,
6750                                      In->getName()+".not"), CI);
6751         
6752         return ReplaceInstUsesWith(CI, In);
6753       }
6754     }
6755   }
6756       
6757   return 0;
6758 }
6759
6760 Instruction *InstCombiner::visitFPTrunc(CastInst &CI) {
6761   return commonCastTransforms(CI);
6762 }
6763
6764 Instruction *InstCombiner::visitFPExt(CastInst &CI) {
6765   return commonCastTransforms(CI);
6766 }
6767
6768 Instruction *InstCombiner::visitFPToUI(CastInst &CI) {
6769   return commonCastTransforms(CI);
6770 }
6771
6772 Instruction *InstCombiner::visitFPToSI(CastInst &CI) {
6773   return commonCastTransforms(CI);
6774 }
6775
6776 Instruction *InstCombiner::visitUIToFP(CastInst &CI) {
6777   return commonCastTransforms(CI);
6778 }
6779
6780 Instruction *InstCombiner::visitSIToFP(CastInst &CI) {
6781   return commonCastTransforms(CI);
6782 }
6783
6784 Instruction *InstCombiner::visitPtrToInt(CastInst &CI) {
6785   return commonPointerCastTransforms(CI);
6786 }
6787
6788 Instruction *InstCombiner::visitIntToPtr(CastInst &CI) {
6789   return commonCastTransforms(CI);
6790 }
6791
6792 Instruction *InstCombiner::visitBitCast(BitCastInst &CI) {
6793   // If the operands are integer typed then apply the integer transforms,
6794   // otherwise just apply the common ones.
6795   Value *Src = CI.getOperand(0);
6796   const Type *SrcTy = Src->getType();
6797   const Type *DestTy = CI.getType();
6798
6799   if (SrcTy->isInteger() && DestTy->isInteger()) {
6800     if (Instruction *Result = commonIntCastTransforms(CI))
6801       return Result;
6802   } else if (isa<PointerType>(SrcTy)) {
6803     if (Instruction *I = commonPointerCastTransforms(CI))
6804       return I;
6805   } else {
6806     if (Instruction *Result = commonCastTransforms(CI))
6807       return Result;
6808   }
6809
6810
6811   // Get rid of casts from one type to the same type. These are useless and can
6812   // be replaced by the operand.
6813   if (DestTy == Src->getType())
6814     return ReplaceInstUsesWith(CI, Src);
6815
6816   if (const PointerType *DstPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy)) {
6817     const PointerType *SrcPTy = cast<PointerType>(SrcTy);
6818     const Type *DstElTy = DstPTy->getElementType();
6819     const Type *SrcElTy = SrcPTy->getElementType();
6820     
6821     // If we are casting a malloc or alloca to a pointer to a type of the same
6822     // size, rewrite the allocation instruction to allocate the "right" type.
6823     if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(Src))
6824       if (Instruction *V = PromoteCastOfAllocation(CI, *AI))
6825         return V;
6826     
6827     // If the source and destination are pointers, and this cast is equivalent to
6828     // a getelementptr X, 0, 0, 0...  turn it into the appropriate getelementptr.
6829     // This can enhance SROA and other transforms that want type-safe pointers.
6830     Constant *ZeroUInt = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
6831     unsigned NumZeros = 0;
6832     while (SrcElTy != DstElTy && 
6833            isa<CompositeType>(SrcElTy) && !isa<PointerType>(SrcElTy) &&
6834            SrcElTy->getNumContainedTypes() /* not "{}" */) {
6835       SrcElTy = cast<CompositeType>(SrcElTy)->getTypeAtIndex(ZeroUInt);
6836       ++NumZeros;
6837     }
6838
6839     // If we found a path from the src to dest, create the getelementptr now.
6840     if (SrcElTy == DstElTy) {
6841       SmallVector<Value*, 8> Idxs(NumZeros+1, ZeroUInt);
6842       return new GetElementPtrInst(Src, &Idxs[0], Idxs.size());
6843     }
6844   }
6845
6846   if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(Src)) {
6847     if (SVI->hasOneUse()) {
6848       // Okay, we have (bitconvert (shuffle ..)).  Check to see if this is
6849       // a bitconvert to a vector with the same # elts.
6850       if (isa<VectorType>(DestTy) && 
6851           cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() == 
6852                 SVI->getType()->getNumElements()) {
6853         CastInst *Tmp;
6854         // If either of the operands is a cast from CI.getType(), then
6855         // evaluating the shuffle in the casted destination's type will allow
6856         // us to eliminate at least one cast.
6857         if (((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(0))) && 
6858              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy) ||
6859             ((Tmp = dyn_cast<CastInst>(SVI->getOperand(1))) && 
6860              Tmp->getOperand(0)->getType() == DestTy)) {
6861           Value *LHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
6862                                                SVI->getOperand(0), DestTy, &CI);
6863           Value *RHS = InsertOperandCastBefore(Instruction::BitCast,
6864                                                SVI->getOperand(1), DestTy, &CI);
6865           // Return a new shuffle vector.  Use the same element ID's, as we
6866           // know the vector types match #elts.
6867           return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, SVI->getOperand(2));
6868         }
6869       }
6870     }
6871   }
6872   return 0;
6873 }
6874
6875 /// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
6876 ///   %C = or %A, %B
6877 ///   %D = select %cond, %C, %A
6878 /// into:
6879 ///   %C = select %cond, %B, 0
6880 ///   %D = or %A, %C
6881 ///
6882 /// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
6883 /// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
6884 /// equal the other incoming value of the select.
6885 ///
6886 static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
6887   switch (I->getOpcode()) {
6888   case Instruction::Add:
6889   case Instruction::Mul:
6890   case Instruction::And:
6891   case Instruction::Or:
6892   case Instruction::Xor:
6893     return 3;              // Can fold through either operand.
6894   case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
6895   case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
6896   case Instruction::LShr:
6897   case Instruction::AShr:
6898     return 1;
6899   default:
6900     return 0;              // Cannot fold
6901   }
6902 }
6903
6904 /// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
6905 /// function, return the identity constant that goes into the select.
6906 static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
6907   switch (I->getOpcode()) {
6908   default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
6909   case Instruction::Add:
6910   case Instruction::Sub:
6911   case Instruction::Or:
6912   case Instruction::Xor:
6913   case Instruction::Shl:
6914   case Instruction::LShr:
6915   case Instruction::AShr:
6916     return Constant::getNullValue(I->getType());
6917   case Instruction::And:
6918     return ConstantInt::getAllOnesValue(I->getType());
6919   case Instruction::Mul:
6920     return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
6921   }
6922 }
6923
6924 /// FoldSelectOpOp - Here we have (select c, TI, FI), and we know that TI and FI
6925 /// have the same opcode and only one use each.  Try to simplify this.
6926 Instruction *InstCombiner::FoldSelectOpOp(SelectInst &SI, Instruction *TI,
6927                                           Instruction *FI) {
6928   if (TI->getNumOperands() == 1) {
6929     // If this is a non-volatile load or a cast from the same type,
6930     // merge.
6931     if (TI->isCast()) {
6932       if (TI->getOperand(0)->getType() != FI->getOperand(0)->getType())
6933         return 0;
6934     } else {
6935       return 0;  // unknown unary op.
6936     }
6937
6938     // Fold this by inserting a select from the input values.
6939     SelectInst *NewSI = new SelectInst(SI.getCondition(), TI->getOperand(0),
6940                                        FI->getOperand(0), SI.getName()+".v");
6941     InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
6942     return CastInst::create(Instruction::CastOps(TI->getOpcode()), NewSI, 
6943                             TI->getType());
6944   }
6945
6946   // Only handle binary operators here.
6947   if (!isa<BinaryOperator>(TI))
6948     return 0;
6949
6950   // Figure out if the operations have any operands in common.
6951   Value *MatchOp, *OtherOpT, *OtherOpF;
6952   bool MatchIsOpZero;
6953   if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(0)) {
6954     MatchOp  = TI->getOperand(0);
6955     OtherOpT = TI->getOperand(1);
6956     OtherOpF = FI->getOperand(1);
6957     MatchIsOpZero = true;
6958   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(1)) {
6959     MatchOp  = TI->getOperand(1);
6960     OtherOpT = TI->getOperand(0);
6961     OtherOpF = FI->getOperand(0);
6962     MatchIsOpZero = false;
6963   } else if (!TI->isCommutative()) {
6964     return 0;
6965   } else if (TI->getOperand(0) == FI->getOperand(1)) {
6966     MatchOp  = TI->getOperand(0);
6967     OtherOpT = TI->getOperand(1);
6968     OtherOpF = FI->getOperand(0);
6969     MatchIsOpZero = true;
6970   } else if (TI->getOperand(1) == FI->getOperand(0)) {
6971     MatchOp  = TI->getOperand(1);
6972     OtherOpT = TI->getOperand(0);
6973     OtherOpF = FI->getOperand(1);
6974     MatchIsOpZero = true;
6975   } else {
6976     return 0;
6977   }
6978
6979   // If we reach here, they do have operations in common.
6980   SelectInst *NewSI = new SelectInst(SI.getCondition(), OtherOpT,
6981                                      OtherOpF, SI.getName()+".v");
6982   InsertNewInstBefore(NewSI, SI);
6983
6984   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TI)) {
6985     if (MatchIsOpZero)
6986       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), MatchOp, NewSI);
6987     else
6988       return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), NewSI, MatchOp);
6989   }
6990   assert(0 && "Shouldn't get here");
6991   return 0;
6992 }
6993
6994 Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
6995   Value *CondVal = SI.getCondition();
6996   Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
6997   Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
6998
6999   // select true, X, Y  -> X
7000   // select false, X, Y -> Y
7001   if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CondVal))
7002     return ReplaceInstUsesWith(SI, C->getZExtValue() ? TrueVal : FalseVal);
7003
7004   // select C, X, X -> X
7005   if (TrueVal == FalseVal)
7006     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7007
7008   if (isa<UndefValue>(TrueVal))   // select C, undef, X -> X
7009     return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7010   if (isa<UndefValue>(FalseVal))   // select C, X, undef -> X
7011     return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7012   if (isa<UndefValue>(CondVal)) {  // select undef, X, Y -> X or Y
7013     if (isa<Constant>(TrueVal))
7014       return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7015     else
7016       return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7017   }
7018
7019   if (SI.getType() == Type::Int1Ty) {
7020     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal)) {
7021       if (C->getZExtValue()) {
7022         // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
7023         return BinaryOperator::createOr(CondVal, FalseVal);
7024       } else {
7025         // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
7026         Value *NotCond =
7027           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7028                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
7029         return BinaryOperator::createAnd(NotCond, FalseVal);
7030       }
7031     } else if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
7032       if (C->getZExtValue() == false) {
7033         // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
7034         return BinaryOperator::createAnd(CondVal, TrueVal);
7035       } else {
7036         // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
7037         Value *NotCond =
7038           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7039                                              "not."+CondVal->getName()), SI);
7040         return BinaryOperator::createOr(NotCond, TrueVal);
7041       }
7042     }
7043   }
7044
7045   // Selecting between two integer constants?
7046   if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
7047     if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
7048       // select C, 1, 0 -> zext C to int
7049       if (FalseValC->isZero() && TrueValC->getValue() == 1) {
7050         return CastInst::create(Instruction::ZExt, CondVal, SI.getType());
7051       } else if (TrueValC->isZero() && FalseValC->getValue() == 1) {
7052         // select C, 0, 1 -> zext !C to int
7053         Value *NotCond =
7054           InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
7055                                                "not."+CondVal->getName()), SI);
7056         return CastInst::create(Instruction::ZExt, NotCond, SI.getType());
7057       }
7058       
7059       // FIXME: Turn select 0/-1 and -1/0 into sext from condition!
7060
7061       if (ICmpInst *IC = dyn_cast<ICmpInst>(SI.getCondition())) {
7062
7063         // (x <s 0) ? -1 : 0 -> ashr x, 31
7064         if (TrueValC->isAllOnesValue() && FalseValC->isZero())
7065           if (ConstantInt *CmpCst = dyn_cast<ConstantInt>(IC->getOperand(1))) {
7066             if (IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_SLT && CmpCst->isZero()) {
7067               // The comparison constant and the result are not neccessarily the
7068               // same width. Make an all-ones value by inserting a AShr.
7069               Value *X = IC->getOperand(0);
7070               uint32_t Bits = X->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7071               Constant *ShAmt = ConstantInt::get(X->getType(), Bits-1);
7072               Instruction *SRA = BinaryOperator::create(Instruction::AShr, X,
7073                                                         ShAmt, "ones");
7074               InsertNewInstBefore(SRA, SI);
7075               
7076               // Finally, convert to the type of the select RHS.  We figure out
7077               // if this requires a SExt, Trunc or BitCast based on the sizes.
7078               Instruction::CastOps opc = Instruction::BitCast;
7079               uint32_t SRASize = SRA->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7080               uint32_t SISize  = SI.getType()->getPrimitiveSizeInBits();
7081               if (SRASize < SISize)
7082                 opc = Instruction::SExt;
7083               else if (SRASize > SISize)
7084                 opc = Instruction::Trunc;
7085               return CastInst::create(opc, SRA, SI.getType());
7086             }
7087           }
7088
7089
7090         // If one of the constants is zero (we know they can't both be) and we
7091         // have an icmp instruction with zero, and we have an 'and' with the
7092         // non-constant value, eliminate this whole mess.  This corresponds to
7093         // cases like this: ((X & 27) ? 27 : 0)
7094         if (TrueValC->isZero() || FalseValC->isZero())
7095           if (IC->isEquality() && isa<ConstantInt>(IC->getOperand(1)) &&
7096               cast<Constant>(IC->getOperand(1))->isNullValue())
7097             if (Instruction *ICA = dyn_cast<Instruction>(IC->getOperand(0)))
7098               if (ICA->getOpcode() == Instruction::And &&
7099                   isa<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)) &&
7100                   (ICA->getOperand(1) == TrueValC ||
7101                    ICA->getOperand(1) == FalseValC) &&
7102                   isOneBitSet(cast<ConstantInt>(ICA->getOperand(1)))) {
7103                 // Okay, now we know that everything is set up, we just don't
7104                 // know whether we have a icmp_ne or icmp_eq and whether the 
7105                 // true or false val is the zero.
7106                 bool ShouldNotVal = !TrueValC->isZero();
7107                 ShouldNotVal ^= IC->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE;
7108                 Value *V = ICA;
7109                 if (ShouldNotVal)
7110                   V = InsertNewInstBefore(BinaryOperator::create(
7111                                   Instruction::Xor, V, ICA->getOperand(1)), SI);
7112                 return ReplaceInstUsesWith(SI, V);
7113               }
7114       }
7115     }
7116
7117   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
7118   if (FCmpInst *FCI = dyn_cast<FCmpInst>(CondVal)) {
7119     if (FCI->getOperand(0) == TrueVal && FCI->getOperand(1) == FalseVal) {
7120       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
7121       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ)
7122         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7123       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
7124       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
7125         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7126       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7127
7128     } else if (FCI->getOperand(0) == FalseVal && FCI->getOperand(1) == TrueVal){
7129       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
7130       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_OEQ)
7131         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7132       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
7133       if (FCI->getPredicate() == FCmpInst::FCMP_ONE)
7134         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7135       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7136     }
7137   }
7138
7139   // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
7140   if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(CondVal)) {
7141     if (ICI->getOperand(0) == TrueVal && ICI->getOperand(1) == FalseVal) {
7142       // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
7143       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7144         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7145       // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
7146       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7147         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7148       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7149
7150     } else if (ICI->getOperand(0) == FalseVal && ICI->getOperand(1) == TrueVal){
7151       // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
7152       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_EQ)
7153         return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
7154       // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
7155       if (ICI->getPredicate() == ICmpInst::ICMP_NE)
7156         return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
7157       // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
7158     }
7159   }
7160
7161   if (Instruction *TI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
7162     if (Instruction *FI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
7163       if (TI->hasOneUse() && FI->hasOneUse()) {
7164         Instruction *AddOp = 0, *SubOp = 0;
7165
7166         // Turn (select C, (op X, Y), (op X, Z)) -> (op X, (select C, Y, Z))
7167         if (TI->getOpcode() == FI->getOpcode())
7168           if (Instruction *IV = FoldSelectOpOp(SI, TI, FI))
7169             return IV;
7170
7171         // Turn select C, (X+Y), (X-Y) --> (X+(select C, Y, (-Y))).  This is
7172         // even legal for FP.
7173         if (TI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
7174             FI->getOpcode() == Instruction::Add) {
7175           AddOp = FI; SubOp = TI;
7176         } else if (FI->getOpcode() == Instruction::Sub &&
7177                    TI->getOpcode() == Instruction::Add) {
7178           AddOp = TI; SubOp = FI;
7179         }
7180
7181         if (AddOp) {
7182           Value *OtherAddOp = 0;
7183           if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(0)) {
7184             OtherAddOp = AddOp->getOperand(1);
7185           } else if (SubOp->getOperand(0) == AddOp->getOperand(1)) {
7186             OtherAddOp = AddOp->getOperand(0);
7187           }
7188
7189           if (OtherAddOp) {
7190             // So at this point we know we have (Y -> OtherAddOp):
7191             //        select C, (add X, Y), (sub X, Z)
7192             Value *NegVal;  // Compute -Z
7193             if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SubOp->getOperand(1))) {
7194               NegVal = ConstantExpr::getNeg(C);
7195             } else {
7196               NegVal = InsertNewInstBefore(
7197                     BinaryOperator::createNeg(SubOp->getOperand(1), "tmp"), SI);
7198             }
7199
7200             Value *NewTrueOp = OtherAddOp;
7201             Value *NewFalseOp = NegVal;
7202             if (AddOp != TI)
7203               std::swap(NewTrueOp, NewFalseOp);
7204             Instruction *NewSel =
7205               new SelectInst(CondVal, NewTrueOp,NewFalseOp,SI.getName()+".p");
7206
7207             NewSel = InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7208             return BinaryOperator::createAdd(SubOp->getOperand(0), NewSel);
7209           }
7210         }
7211       }
7212
7213   // See if we can fold the select into one of our operands.
7214   if (SI.getType()->isInteger()) {
7215     // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
7216     // transformation we are doing here.
7217     if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
7218       if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
7219           !isa<Constant>(FalseVal))
7220         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
7221           unsigned OpToFold = 0;
7222           if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
7223             OpToFold = 1;
7224           } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
7225             OpToFold = 2;
7226           }
7227
7228           if (OpToFold) {
7229             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
7230             Instruction *NewSel =
7231               new SelectInst(SI.getCondition(), TVI->getOperand(2-OpToFold), C);
7232             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7233             NewSel->takeName(TVI);
7234             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
7235               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
7236             else {
7237               assert(0 && "Unknown instruction!!");
7238             }
7239           }
7240         }
7241
7242     if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
7243       if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
7244           !isa<Constant>(TrueVal))
7245         if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
7246           unsigned OpToFold = 0;
7247           if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
7248             OpToFold = 1;
7249           } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
7250             OpToFold = 2;
7251           }
7252
7253           if (OpToFold) {
7254             Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
7255             Instruction *NewSel =
7256               new SelectInst(SI.getCondition(), C, FVI->getOperand(2-OpToFold));
7257             InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
7258             NewSel->takeName(FVI);
7259             if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
7260               return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
7261             else
7262               assert(0 && "Unknown instruction!!");
7263           }
7264         }
7265   }
7266
7267   if (BinaryOperator::isNot(CondVal)) {
7268     SI.setOperand(0, BinaryOperator::getNotArgument(CondVal));
7269     SI.setOperand(1, FalseVal);
7270     SI.setOperand(2, TrueVal);
7271     return &SI;
7272   }
7273
7274   return 0;
7275 }
7276
7277 /// GetKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that we can
7278 /// determine, return it, otherwise return 0.
7279 static unsigned GetKnownAlignment(Value *V, TargetData *TD) {
7280   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
7281     unsigned Align = GV->getAlignment();
7282     if (Align == 0 && TD) 
7283       Align = TD->getPrefTypeAlignment(GV->getType()->getElementType());
7284     return Align;
7285   } else if (AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
7286     unsigned Align = AI->getAlignment();
7287     if (Align == 0 && TD) {
7288       if (isa<AllocaInst>(AI))
7289         Align = TD->getPrefTypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
7290       else if (isa<MallocInst>(AI)) {
7291         // Malloc returns maximally aligned memory.
7292         Align = TD->getABITypeAlignment(AI->getType()->getElementType());
7293         Align =
7294           std::max(Align,
7295                    (unsigned)TD->getABITypeAlignment(Type::DoubleTy));
7296         Align =
7297           std::max(Align,
7298                    (unsigned)TD->getABITypeAlignment(Type::Int64Ty));
7299       }
7300     }
7301     return Align;
7302   } else if (isa<BitCastInst>(V) ||
7303              (isa<ConstantExpr>(V) && 
7304               cast<ConstantExpr>(V)->getOpcode() == Instruction::BitCast)) {
7305     User *CI = cast<User>(V);
7306     if (isa<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType()))
7307       return GetKnownAlignment(CI->getOperand(0), TD);
7308     return 0;
7309   } else if (isa<GetElementPtrInst>(V) ||
7310              (isa<ConstantExpr>(V) && 
7311               cast<ConstantExpr>(V)->getOpcode()==Instruction::GetElementPtr)) {
7312     User *GEPI = cast<User>(V);
7313     unsigned BaseAlignment = GetKnownAlignment(GEPI->getOperand(0), TD);
7314     if (BaseAlignment == 0) return 0;
7315     
7316     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
7317     bool AllZeroOperands = true;
7318     for (unsigned i = 1, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i)
7319       if (!isa<Constant>(GEPI->getOperand(i)) ||
7320           !cast<Constant>(GEPI->getOperand(i))->isNullValue()) {
7321         AllZeroOperands = false;
7322         break;
7323       }
7324     if (AllZeroOperands)
7325       return BaseAlignment;
7326     
7327     // Otherwise, if the base alignment is >= the alignment we expect for the
7328     // base pointer type, then we know that the resultant pointer is aligned at
7329     // least as much as its type requires.
7330     if (!TD) return 0;
7331
7332     const Type *BasePtrTy = GEPI->getOperand(0)->getType();
7333     const PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(BasePtrTy);
7334     if (TD->getABITypeAlignment(PtrTy->getElementType())
7335         <= BaseAlignment) {
7336       const Type *GEPTy = GEPI->getType();
7337       const PointerType *GEPPtrTy = cast<PointerType>(GEPTy);
7338       return TD->getABITypeAlignment(GEPPtrTy->getElementType());
7339     }
7340     return 0;
7341   }
7342   return 0;
7343 }
7344
7345
7346 /// visitCallInst - CallInst simplification.  This mostly only handles folding 
7347 /// of intrinsic instructions.  For normal calls, it allows visitCallSite to do
7348 /// the heavy lifting.
7349 ///
7350 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
7351   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&CI);
7352   if (!II) return visitCallSite(&CI);
7353   
7354   // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
7355   // visitCallSite.
7356   if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(II)) {
7357     bool Changed = false;
7358
7359     // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
7360     if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(MI->getLength())) {
7361       if (NumBytes->isNullValue()) return EraseInstFromFunction(CI);
7362
7363       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(NumBytes))
7364         if (CI->getZExtValue() == 1) {
7365           // Replace the instruction with just byte operations.  We would
7366           // transform other cases to loads/stores, but we don't know if
7367           // alignment is sufficient.
7368         }
7369     }
7370
7371     // If we have a memmove and the source operation is a constant global,
7372     // then the source and dest pointers can't alias, so we can change this
7373     // into a call to memcpy.
7374     if (MemMoveInst *MMI = dyn_cast<MemMoveInst>(II)) {
7375       if (GlobalVariable *GVSrc = dyn_cast<GlobalVariable>(MMI->getSource()))
7376         if (GVSrc->isConstant()) {
7377           Module *M = CI.getParent()->getParent()->getParent();
7378           const char *Name;
7379           if (CI.getCalledFunction()->getFunctionType()->getParamType(2) == 
7380               Type::Int32Ty)
7381             Name = "llvm.memcpy.i32";
7382           else
7383             Name = "llvm.memcpy.i64";
7384           Constant *MemCpy = M->getOrInsertFunction(Name,
7385                                      CI.getCalledFunction()->getFunctionType());
7386           CI.setOperand(0, MemCpy);
7387           Changed = true;
7388         }
7389     }
7390
7391     // If we can determine a pointer alignment that is bigger than currently
7392     // set, update the alignment.
7393     if (isa<MemCpyInst>(MI) || isa<MemMoveInst>(MI)) {
7394       unsigned Alignment1 = GetKnownAlignment(MI->getOperand(1), TD);
7395       unsigned Alignment2 = GetKnownAlignment(MI->getOperand(2), TD);
7396       unsigned Align = std::min(Alignment1, Alignment2);
7397       if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Align) {
7398         MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Align));
7399         Changed = true;
7400       }
7401     } else if (isa<MemSetInst>(MI)) {
7402       unsigned Alignment = GetKnownAlignment(MI->getDest(), TD);
7403       if (MI->getAlignment()->getZExtValue() < Alignment) {
7404         MI->setAlignment(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Alignment));
7405         Changed = true;
7406       }
7407     }
7408           
7409     if (Changed) return II;
7410   } else {
7411     switch (II->getIntrinsicID()) {
7412     default: break;
7413     case Intrinsic::ppc_altivec_lvx:
7414     case Intrinsic::ppc_altivec_lvxl:
7415     case Intrinsic::x86_sse_loadu_ps:
7416     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_pd:
7417     case Intrinsic::x86_sse2_loadu_dq:
7418       // Turn PPC lvx     -> load if the pointer is known aligned.
7419       // Turn X86 loadups -> load if the pointer is known aligned.
7420       if (GetKnownAlignment(II->getOperand(1), TD) >= 16) {
7421         Value *Ptr = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, II->getOperand(1),
7422                                       PointerType::get(II->getType()), CI);
7423         return new LoadInst(Ptr);
7424       }
7425       break;
7426     case Intrinsic::ppc_altivec_stvx:
7427     case Intrinsic::ppc_altivec_stvxl:
7428       // Turn stvx -> store if the pointer is known aligned.
7429       if (GetKnownAlignment(II->getOperand(2), TD) >= 16) {
7430         const Type *OpPtrTy = PointerType::get(II->getOperand(1)->getType());
7431         Value *Ptr = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, II->getOperand(2),
7432                                       OpPtrTy, CI);
7433         return new StoreInst(II->getOperand(1), Ptr);
7434       }
7435       break;
7436     case Intrinsic::x86_sse_storeu_ps:
7437     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_pd:
7438     case Intrinsic::x86_sse2_storeu_dq:
7439     case Intrinsic::x86_sse2_storel_dq:
7440       // Turn X86 storeu -> store if the pointer is known aligned.
7441       if (GetKnownAlignment(II->getOperand(1), TD) >= 16) {
7442         const Type *OpPtrTy = PointerType::get(II->getOperand(2)->getType());
7443         Value *Ptr = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, II->getOperand(1),
7444                                       OpPtrTy, CI);
7445         return new StoreInst(II->getOperand(2), Ptr);
7446       }
7447       break;
7448       
7449     case Intrinsic::x86_sse_cvttss2si: {
7450       // These intrinsics only demands the 0th element of its input vector.  If
7451       // we can simplify the input based on that, do so now.
7452       uint64_t UndefElts;
7453       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(II->getOperand(1), 1, 
7454                                                 UndefElts)) {
7455         II->setOperand(1, V);
7456         return II;
7457       }
7458       break;
7459     }
7460       
7461     case Intrinsic::ppc_altivec_vperm:
7462       // Turn vperm(V1,V2,mask) -> shuffle(V1,V2,mask) if mask is a constant.
7463       if (ConstantVector *Mask = dyn_cast<ConstantVector>(II->getOperand(3))) {
7464         assert(Mask->getNumOperands() == 16 && "Bad type for intrinsic!");
7465         
7466         // Check that all of the elements are integer constants or undefs.
7467         bool AllEltsOk = true;
7468         for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
7469           if (!isa<ConstantInt>(Mask->getOperand(i)) && 
7470               !isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i))) {
7471             AllEltsOk = false;
7472             break;
7473           }
7474         }
7475         
7476         if (AllEltsOk) {
7477           // Cast the input vectors to byte vectors.
7478           Value *Op0 = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, 
7479                                         II->getOperand(1), Mask->getType(), CI);
7480           Value *Op1 = InsertCastBefore(Instruction::BitCast,
7481                                         II->getOperand(2), Mask->getType(), CI);
7482           Value *Result = UndefValue::get(Op0->getType());
7483           
7484           // Only extract each element once.
7485           Value *ExtractedElts[32];
7486           memset(ExtractedElts, 0, sizeof(ExtractedElts));
7487           
7488           for (unsigned i = 0; i != 16; ++i) {
7489             if (isa<UndefValue>(Mask->getOperand(i)))
7490               continue;
7491             unsigned Idx=cast<ConstantInt>(Mask->getOperand(i))->getZExtValue();
7492             Idx &= 31;  // Match the hardware behavior.
7493             
7494             if (ExtractedElts[Idx] == 0) {
7495               Instruction *Elt = 
7496                 new ExtractElementInst(Idx < 16 ? Op0 : Op1, Idx&15, "tmp");
7497               InsertNewInstBefore(Elt, CI);
7498               ExtractedElts[Idx] = Elt;
7499             }
7500           
7501             // Insert this value into the result vector.
7502             Result = new InsertElementInst(Result, ExtractedElts[Idx], i,"tmp");
7503             InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Result), CI);
7504           }
7505           return CastInst::create(Instruction::BitCast, Result, CI.getType());
7506         }
7507       }
7508       break;
7509
7510     case Intrinsic::stackrestore: {
7511       // If the save is right next to the restore, remove the restore.  This can
7512       // happen when variable allocas are DCE'd.
7513       if (IntrinsicInst *SS = dyn_cast<IntrinsicInst>(II->getOperand(1))) {
7514         if (SS->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave) {
7515           BasicBlock::iterator BI = SS;
7516           if (&*++BI == II)
7517             return EraseInstFromFunction(CI);
7518         }
7519       }
7520       
7521       // If the stack restore is in a return/unwind block and if there are no
7522       // allocas or calls between the restore and the return, nuke the restore.
7523       TerminatorInst *TI = II->getParent()->getTerminator();
7524       if (isa<ReturnInst>(TI) || isa<UnwindInst>(TI)) {
7525         BasicBlock::iterator BI = II;
7526         bool CannotRemove = false;
7527         for (++BI; &*BI != TI; ++BI) {
7528           if (isa<AllocaInst>(BI) ||
7529               (isa<CallInst>(BI) && !isa<IntrinsicInst>(BI))) {
7530             CannotRemove = true;
7531             break;
7532           }
7533         }
7534         if (!CannotRemove)
7535           return EraseInstFromFunction(CI);
7536       }
7537       break;
7538     }
7539     }
7540   }
7541
7542   return visitCallSite(II);
7543 }
7544
7545 // InvokeInst simplification
7546 //
7547 Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
7548   return visitCallSite(&II);
7549 }
7550
7551 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
7552 //
7553 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
7554   bool Changed = false;
7555
7556   // If the callee is a constexpr cast of a function, attempt to move the cast
7557   // to the arguments of the call/invoke.
7558   if (transformConstExprCastCall(CS)) return 0;
7559
7560   Value *Callee = CS.getCalledValue();
7561
7562   if (Function *CalleeF = dyn_cast<Function>(Callee))
7563     if (CalleeF->getCallingConv() != CS.getCallingConv()) {
7564       Instruction *OldCall = CS.getInstruction();
7565       // If the call and callee calling conventions don't match, this call must
7566       // be unreachable, as the call is undefined.
7567       new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
7568                     UndefValue::get(PointerType::get(Type::Int1Ty)), OldCall);
7569       if (!OldCall->use_empty())
7570         OldCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(OldCall->getType()));
7571       if (isa<CallInst>(OldCall))   // Not worth removing an invoke here.
7572         return EraseInstFromFunction(*OldCall);
7573       return 0;
7574     }
7575
7576   if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
7577     // This instruction is not reachable, just remove it.  We insert a store to
7578     // undef so that we know that this code is not reachable, despite the fact
7579     // that we can't modify the CFG here.
7580     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
7581                   UndefValue::get(PointerType::get(Type::Int1Ty)),
7582                   CS.getInstruction());
7583
7584     if (!CS.getInstruction()->use_empty())
7585       CS.getInstruction()->
7586         replaceAllUsesWith(UndefValue::get(CS.getInstruction()->getType()));
7587
7588     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(CS.getInstruction())) {
7589       // Don't break the CFG, insert a dummy cond branch.
7590       new BranchInst(II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
7591                      ConstantInt::getTrue(), II);
7592     }
7593     return EraseInstFromFunction(*CS.getInstruction());
7594   }
7595
7596   const PointerType *PTy = cast<PointerType>(Callee->getType());
7597   const FunctionType *FTy = cast<FunctionType>(PTy->getElementType());
7598   if (FTy->isVarArg()) {
7599     // See if we can optimize any arguments passed through the varargs area of
7600     // the call.
7601     for (CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin()+FTy->getNumParams(),
7602            E = CS.arg_end(); I != E; ++I)
7603       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*I)) {
7604         // If this cast does not effect the value passed through the varargs
7605         // area, we can eliminate the use of the cast.
7606         Value *Op = CI->getOperand(0);
7607         if (CI->isLosslessCast()) {
7608           *I = Op;
7609           Changed = true;
7610         }
7611       }
7612   }
7613
7614   return Changed ? CS.getInstruction() : 0;
7615 }
7616
7617 // transformConstExprCastCall - If the callee is a constexpr cast of a function,
7618 // attempt to move the cast to the arguments of the call/invoke.
7619 //
7620 bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
7621   if (!isa<ConstantExpr>(CS.getCalledValue())) return false;
7622   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(CS.getCalledValue());
7623   if (CE->getOpcode() != Instruction::BitCast || 
7624       !isa<Function>(CE->getOperand(0)))
7625     return false;
7626   Function *Callee = cast<Function>(CE->getOperand(0));
7627   Instruction *Caller = CS.getInstruction();
7628
7629   // Okay, this is a cast from a function to a different type.  Unless doing so
7630   // would cause a type conversion of one of our arguments, change this call to
7631   // be a direct call with arguments casted to the appropriate types.
7632   //
7633   const FunctionType *FT = Callee->getFunctionType();
7634   const Type *OldRetTy = Caller->getType();
7635
7636   // Check to see if we are changing the return type...
7637   if (OldRetTy != FT->getReturnType()) {
7638     if (Callee->isDeclaration() && !Caller->use_empty() && 
7639         // Conversion is ok if changing from pointer to int of same size.
7640         !(isa<PointerType>(FT->getReturnType()) &&
7641           TD->getIntPtrType() == OldRetTy))
7642       return false;   // Cannot transform this return value.
7643
7644     // If the callsite is an invoke instruction, and the return value is used by
7645     // a PHI node in a successor, we cannot change the return type of the call
7646     // because there is no place to put the cast instruction (without breaking
7647     // the critical edge).  Bail out in this case.
7648     if (!Caller->use_empty())
7649       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller))
7650         for (Value::use_iterator UI = II->use_begin(), E = II->use_end();
7651              UI != E; ++UI)
7652           if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI))
7653             if (PN->getParent() == II->getNormalDest() ||
7654                 PN->getParent() == II->getUnwindDest())
7655               return false;
7656   }
7657
7658   unsigned NumActualArgs = unsigned(CS.arg_end()-CS.arg_begin());
7659   unsigned NumCommonArgs = std::min(FT->getNumParams(), NumActualArgs);
7660
7661   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
7662   for (unsigned i = 0, e = NumCommonArgs; i != e; ++i, ++AI) {
7663     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
7664     const Type *ActTy = (*AI)->getType();
7665     ConstantInt *c = dyn_cast<ConstantInt>(*AI);
7666     //Some conversions are safe even if we do not have a body.
7667     //Either we can cast directly, or we can upconvert the argument
7668     bool isConvertible = ActTy == ParamTy ||
7669       (isa<PointerType>(ParamTy) && isa<PointerType>(ActTy)) ||
7670       (ParamTy->isInteger() && ActTy->isInteger() &&
7671        ParamTy->getPrimitiveSizeInBits() >= ActTy->getPrimitiveSizeInBits()) ||
7672       (c && ParamTy->getPrimitiveSizeInBits() >= ActTy->getPrimitiveSizeInBits()
7673        && c->getValue().isStrictlyPositive());
7674     if (Callee->isDeclaration() && !isConvertible) return false;
7675
7676     // Most other conversions can be done if we have a body, even if these
7677     // lose information, e.g. int->short.
7678     // Some conversions cannot be done at all, e.g. float to pointer.
7679     // Logic here parallels CastInst::getCastOpcode (the design there
7680     // requires legality checks like this be done before calling it).
7681     if (ParamTy->isInteger()) {
7682       if (const VectorType *VActTy = dyn_cast<VectorType>(ActTy)) {
7683         if (VActTy->getBitWidth() != ParamTy->getPrimitiveSizeInBits())
7684           return false;
7685       }
7686       if (!ActTy->isInteger() && !ActTy->isFloatingPoint() &&
7687           !isa<PointerType>(ActTy))
7688         return false;
7689     } else if (ParamTy->isFloatingPoint()) {
7690       if (const VectorType *VActTy = dyn_cast<VectorType>(ActTy)) {
7691         if (VActTy->getBitWidth() != ParamTy->getPrimitiveSizeInBits())
7692           return false;
7693       }
7694       if (!ActTy->isInteger() && !ActTy->isFloatingPoint())
7695         return false;
7696     } else if (const VectorType *VParamTy = dyn_cast<VectorType>(ParamTy)) {
7697       if (const VectorType *VActTy = dyn_cast<VectorType>(ActTy)) {
7698         if (VActTy->getBitWidth() != VParamTy->getBitWidth())
7699           return false;
7700       }
7701       if (VParamTy->getBitWidth() != ActTy->getPrimitiveSizeInBits())      
7702         return false;
7703     } else if (isa<PointerType>(ParamTy)) {
7704       if (!ActTy->isInteger() && !isa<PointerType>(ActTy))
7705         return false;
7706     } else {
7707       return false;
7708     }
7709   }
7710
7711   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs && !FT->isVarArg() &&
7712       Callee->isDeclaration())
7713     return false;   // Do not delete arguments unless we have a function body...
7714
7715   // Okay, we decided that this is a safe thing to do: go ahead and start
7716   // inserting cast instructions as necessary...
7717   std::vector<Value*> Args;
7718   Args.reserve(NumActualArgs);
7719
7720   AI = CS.arg_begin();
7721   for (unsigned i = 0; i != NumCommonArgs; ++i, ++AI) {
7722     const Type *ParamTy = FT->getParamType(i);
7723     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
7724       Args.push_back(*AI);
7725     } else {
7726       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI,
7727           false, ParamTy, false);
7728       CastInst *NewCast = CastInst::create(opcode, *AI, ParamTy, "tmp");
7729       Args.push_back(InsertNewInstBefore(NewCast, *Caller));
7730     }
7731   }
7732
7733   // If the function takes more arguments than the call was taking, add them
7734   // now...
7735   for (unsigned i = NumCommonArgs; i != FT->getNumParams(); ++i)
7736     Args.push_back(Constant::getNullValue(FT->getParamType(i)));
7737
7738   // If we are removing arguments to the function, emit an obnoxious warning...
7739   if (FT->getNumParams() < NumActualArgs)
7740     if (!FT->isVarArg()) {
7741       cerr << "WARNING: While resolving call to function '"
7742            << Callee->getName() << "' arguments were dropped!\n";
7743     } else {
7744       // Add all of the arguments in their promoted form to the arg list...
7745       for (unsigned i = FT->getNumParams(); i != NumActualArgs; ++i, ++AI) {
7746         const Type *PTy = getPromotedType((*AI)->getType());
7747         if (PTy != (*AI)->getType()) {
7748           // Must promote to pass through va_arg area!
7749           Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(*AI, false, 
7750                                                                 PTy, false);
7751           Instruction *Cast = CastInst::create(opcode, *AI, PTy, "tmp");
7752           InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
7753           Args.push_back(Cast);
7754         } else {
7755           Args.push_back(*AI);
7756         }
7757       }
7758     }
7759
7760   if (FT->getReturnType() == Type::VoidTy)
7761     Caller->setName("");   // Void type should not have a name.
7762
7763   Instruction *NC;
7764   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
7765     NC = new InvokeInst(Callee, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
7766                         &Args[0], Args.size(), Caller->getName(), Caller);
7767     cast<InvokeInst>(II)->setCallingConv(II->getCallingConv());
7768   } else {
7769     NC = new CallInst(Callee, &Args[0], Args.size(), Caller->getName(), Caller);
7770     if (cast<CallInst>(Caller)->isTailCall())
7771       cast<CallInst>(NC)->setTailCall();
7772    cast<CallInst>(NC)->setCallingConv(cast<CallInst>(Caller)->getCallingConv());
7773   }
7774
7775   // Insert a cast of the return type as necessary.
7776   Value *NV = NC;
7777   if (Caller->getType() != NV->getType() && !Caller->use_empty()) {
7778     if (NV->getType() != Type::VoidTy) {
7779       const Type *CallerTy = Caller->getType();
7780       Instruction::CastOps opcode = CastInst::getCastOpcode(NC, false, 
7781                                                             CallerTy, false);
7782       NV = NC = CastInst::create(opcode, NC, CallerTy, "tmp");
7783
7784       // If this is an invoke instruction, we should insert it after the first
7785       // non-phi, instruction in the normal successor block.
7786       if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Caller)) {
7787         BasicBlock::iterator I = II->getNormalDest()->begin();
7788         while (isa<PHINode>(I)) ++I;
7789         InsertNewInstBefore(NC, *I);
7790       } else {
7791         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
7792         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
7793       }
7794       AddUsersToWorkList(*Caller);
7795     } else {
7796       NV = UndefValue::get(Caller->getType());
7797     }
7798   }
7799
7800   if (Caller->getType() != Type::VoidTy && !Caller->use_empty())
7801     Caller->replaceAllUsesWith(NV);
7802   Caller->eraseFromParent();
7803   RemoveFromWorkList(Caller);
7804   return true;
7805 }
7806
7807 /// FoldPHIArgBinOpIntoPHI - If we have something like phi [add (a,b), add(c,d)]
7808 /// and if a/b/c/d and the add's all have a single use, turn this into two phi's
7809 /// and a single binop.
7810 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PHINode &PN) {
7811   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
7812   assert(isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) ||
7813          isa<CmpInst>(FirstInst));
7814   unsigned Opc = FirstInst->getOpcode();
7815   Value *LHSVal = FirstInst->getOperand(0);
7816   Value *RHSVal = FirstInst->getOperand(1);
7817     
7818   const Type *LHSType = LHSVal->getType();
7819   const Type *RHSType = RHSVal->getType();
7820   
7821   // Scan to see if all operands are the same opcode, all have one use, and all
7822   // kill their operands (i.e. the operands have one use).
7823   for (unsigned i = 0; i != PN.getNumIncomingValues(); ++i) {
7824     Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
7825     if (!I || I->getOpcode() != Opc || !I->hasOneUse() ||
7826         // Verify type of the LHS matches so we don't fold cmp's of different
7827         // types or GEP's with different index types.
7828         I->getOperand(0)->getType() != LHSType ||
7829         I->getOperand(1)->getType() != RHSType)
7830       return 0;
7831
7832     // If they are CmpInst instructions, check their predicates
7833     if (Opc == Instruction::ICmp || Opc == Instruction::FCmp)
7834       if (cast<CmpInst>(I)->getPredicate() !=
7835           cast<CmpInst>(FirstInst)->getPredicate())
7836         return 0;
7837     
7838     // Keep track of which operand needs a phi node.
7839     if (I->getOperand(0) != LHSVal) LHSVal = 0;
7840     if (I->getOperand(1) != RHSVal) RHSVal = 0;
7841   }
7842   
7843   // Otherwise, this is safe to transform, determine if it is profitable.
7844
7845   // If this is a GEP, and if the index (not the pointer) needs a PHI, bail out.
7846   // Indexes are often folded into load/store instructions, so we don't want to
7847   // hide them behind a phi.
7848   if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst) && RHSVal == 0)
7849     return 0;
7850   
7851   Value *InLHS = FirstInst->getOperand(0);
7852   Value *InRHS = FirstInst->getOperand(1);
7853   PHINode *NewLHS = 0, *NewRHS = 0;
7854   if (LHSVal == 0) {
7855     NewLHS = new PHINode(LHSType, FirstInst->getOperand(0)->getName()+".pn");
7856     NewLHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
7857     NewLHS->addIncoming(InLHS, PN.getIncomingBlock(0));
7858     InsertNewInstBefore(NewLHS, PN);
7859     LHSVal = NewLHS;
7860   }
7861   
7862   if (RHSVal == 0) {
7863     NewRHS = new PHINode(RHSType, FirstInst->getOperand(1)->getName()+".pn");
7864     NewRHS->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
7865     NewRHS->addIncoming(InRHS, PN.getIncomingBlock(0));
7866     InsertNewInstBefore(NewRHS, PN);
7867     RHSVal = NewRHS;
7868   }
7869   
7870   // Add all operands to the new PHIs.
7871   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
7872     if (NewLHS) {
7873       Value *NewInLHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
7874       NewLHS->addIncoming(NewInLHS, PN.getIncomingBlock(i));
7875     }
7876     if (NewRHS) {
7877       Value *NewInRHS =cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(1);
7878       NewRHS->addIncoming(NewInRHS, PN.getIncomingBlock(i));
7879     }
7880   }
7881     
7882   if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
7883     return BinaryOperator::create(BinOp->getOpcode(), LHSVal, RHSVal);
7884   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
7885     return CmpInst::create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), LHSVal, 
7886                            RHSVal);
7887   else {
7888     assert(isa<GetElementPtrInst>(FirstInst));
7889     return new GetElementPtrInst(LHSVal, RHSVal);
7890   }
7891 }
7892
7893 /// isSafeToSinkLoad - Return true if we know that it is safe sink the load out
7894 /// of the block that defines it.  This means that it must be obvious the value
7895 /// of the load is not changed from the point of the load to the end of the
7896 /// block it is in.
7897 ///
7898 /// Finally, it is safe, but not profitable, to sink a load targetting a
7899 /// non-address-taken alloca.  Doing so will cause us to not promote the alloca
7900 /// to a register.
7901 static bool isSafeToSinkLoad(LoadInst *L) {
7902   BasicBlock::iterator BBI = L, E = L->getParent()->end();
7903   
7904   for (++BBI; BBI != E; ++BBI)
7905     if (BBI->mayWriteToMemory())
7906       return false;
7907   
7908   // Check for non-address taken alloca.  If not address-taken already, it isn't
7909   // profitable to do this xform.
7910   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(L->getOperand(0))) {
7911     bool isAddressTaken = false;
7912     for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
7913          UI != E; ++UI) {
7914       if (isa<LoadInst>(UI)) continue;
7915       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
7916         // If storing TO the alloca, then the address isn't taken.
7917         if (SI->getOperand(1) == AI) continue;
7918       }
7919       isAddressTaken = true;
7920       break;
7921     }
7922     
7923     if (!isAddressTaken)
7924       return false;
7925   }
7926   
7927   return true;
7928 }
7929
7930
7931 // FoldPHIArgOpIntoPHI - If all operands to a PHI node are the same "unary"
7932 // operator and they all are only used by the PHI, PHI together their
7933 // inputs, and do the operation once, to the result of the PHI.
7934 Instruction *InstCombiner::FoldPHIArgOpIntoPHI(PHINode &PN) {
7935   Instruction *FirstInst = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(0));
7936
7937   // Scan the instruction, looking for input operations that can be folded away.
7938   // If all input operands to the phi are the same instruction (e.g. a cast from
7939   // the same type or "+42") we can pull the operation through the PHI, reducing
7940   // code size and simplifying code.
7941   Constant *ConstantOp = 0;
7942   const Type *CastSrcTy = 0;
7943   bool isVolatile = false;
7944   if (isa<CastInst>(FirstInst)) {
7945     CastSrcTy = FirstInst->getOperand(0)->getType();
7946   } else if (isa<BinaryOperator>(FirstInst) || isa<CmpInst>(FirstInst)) {
7947     // Can fold binop, compare or shift here if the RHS is a constant, 
7948     // otherwise call FoldPHIArgBinOpIntoPHI.
7949     ConstantOp = dyn_cast<Constant>(FirstInst->getOperand(1));
7950     if (ConstantOp == 0)
7951       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
7952   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(FirstInst)) {
7953     isVolatile = LI->isVolatile();
7954     // We can't sink the load if the loaded value could be modified between the
7955     // load and the PHI.
7956     if (LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(0) ||
7957         !isSafeToSinkLoad(LI))
7958       return 0;
7959   } else if (isa<GetElementPtrInst>(FirstInst)) {
7960     if (FirstInst->getNumOperands() == 2)
7961       return FoldPHIArgBinOpIntoPHI(PN);
7962     // Can't handle general GEPs yet.
7963     return 0;
7964   } else {
7965     return 0;  // Cannot fold this operation.
7966   }
7967
7968   // Check to see if all arguments are the same operation.
7969   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
7970     if (!isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))) return 0;
7971     Instruction *I = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i));
7972     if (!I->hasOneUse() || !I->isSameOperationAs(FirstInst))
7973       return 0;
7974     if (CastSrcTy) {
7975       if (I->getOperand(0)->getType() != CastSrcTy)
7976         return 0;  // Cast operation must match.
7977     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
7978       // We can't sink the load if the loaded value could be modified between 
7979       // the load and the PHI.
7980       if (LI->isVolatile() != isVolatile ||
7981           LI->getParent() != PN.getIncomingBlock(i) ||
7982           !isSafeToSinkLoad(LI))
7983         return 0;
7984     } else if (I->getOperand(1) != ConstantOp) {
7985       return 0;
7986     }
7987   }
7988
7989   // Okay, they are all the same operation.  Create a new PHI node of the
7990   // correct type, and PHI together all of the LHS's of the instructions.
7991   PHINode *NewPN = new PHINode(FirstInst->getOperand(0)->getType(),
7992                                PN.getName()+".in");
7993   NewPN->reserveOperandSpace(PN.getNumOperands()/2);
7994
7995   Value *InVal = FirstInst->getOperand(0);
7996   NewPN->addIncoming(InVal, PN.getIncomingBlock(0));
7997
7998   // Add all operands to the new PHI.
7999   for (unsigned i = 1, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
8000     Value *NewInVal = cast<Instruction>(PN.getIncomingValue(i))->getOperand(0);
8001     if (NewInVal != InVal)
8002       InVal = 0;
8003     NewPN->addIncoming(NewInVal, PN.getIncomingBlock(i));
8004   }
8005
8006   Value *PhiVal;
8007   if (InVal) {
8008     // The new PHI unions all of the same values together.  This is really
8009     // common, so we handle it intelligently here for compile-time speed.
8010     PhiVal = InVal;
8011     delete NewPN;
8012   } else {
8013     InsertNewInstBefore(NewPN, PN);
8014     PhiVal = NewPN;
8015   }
8016
8017   // Insert and return the new operation.
8018   if (CastInst* FirstCI = dyn_cast<CastInst>(FirstInst))
8019     return CastInst::create(FirstCI->getOpcode(), PhiVal, PN.getType());
8020   else if (isa<LoadInst>(FirstInst))
8021     return new LoadInst(PhiVal, "", isVolatile);
8022   else if (BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(FirstInst))
8023     return BinaryOperator::create(BinOp->getOpcode(), PhiVal, ConstantOp);
8024   else if (CmpInst *CIOp = dyn_cast<CmpInst>(FirstInst))
8025     return CmpInst::create(CIOp->getOpcode(), CIOp->getPredicate(), 
8026                            PhiVal, ConstantOp);
8027   else
8028     assert(0 && "Unknown operation");
8029   return 0;
8030 }
8031
8032 /// DeadPHICycle - Return true if this PHI node is only used by a PHI node cycle
8033 /// that is dead.
8034 static bool DeadPHICycle(PHINode *PN,
8035                          SmallPtrSet<PHINode*, 16> &PotentiallyDeadPHIs) {
8036   if (PN->use_empty()) return true;
8037   if (!PN->hasOneUse()) return false;
8038
8039   // Remember this node, and if we find the cycle, return.
8040   if (!PotentiallyDeadPHIs.insert(PN))
8041     return true;
8042
8043   if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PN->use_back()))
8044     return DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs);
8045
8046   return false;
8047 }
8048
8049 // PHINode simplification
8050 //
8051 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
8052   // If LCSSA is around, don't mess with Phi nodes
8053   if (MustPreserveLCSSA) return 0;
8054   
8055   if (Value *V = PN.hasConstantValue())
8056     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
8057
8058   // If all PHI operands are the same operation, pull them through the PHI,
8059   // reducing code size.
8060   if (isa<Instruction>(PN.getIncomingValue(0)) &&
8061       PN.getIncomingValue(0)->hasOneUse())
8062     if (Instruction *Result = FoldPHIArgOpIntoPHI(PN))
8063       return Result;
8064
8065   // If this is a trivial cycle in the PHI node graph, remove it.  Basically, if
8066   // this PHI only has a single use (a PHI), and if that PHI only has one use (a
8067   // PHI)... break the cycle.
8068   if (PN.hasOneUse()) {
8069     Instruction *PHIUser = cast<Instruction>(PN.use_back());
8070     if (PHINode *PU = dyn_cast<PHINode>(PHIUser)) {
8071       SmallPtrSet<PHINode*, 16> PotentiallyDeadPHIs;
8072       PotentiallyDeadPHIs.insert(&PN);
8073       if (DeadPHICycle(PU, PotentiallyDeadPHIs))
8074         return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
8075     }
8076    
8077     // If this phi has a single use, and if that use just computes a value for
8078     // the next iteration of a loop, delete the phi.  This occurs with unused
8079     // induction variables, e.g. "for (int j = 0; ; ++j);".  Detecting this
8080     // common case here is good because the only other things that catch this
8081     // are induction variable analysis (sometimes) and ADCE, which is only run
8082     // late.
8083     if (PHIUser->hasOneUse() &&
8084         (isa<BinaryOperator>(PHIUser) || isa<GetElementPtrInst>(PHIUser)) &&
8085         PHIUser->use_back() == &PN) {
8086       return ReplaceInstUsesWith(PN, UndefValue::get(PN.getType()));
8087     }
8088   }
8089
8090   return 0;
8091 }
8092
8093 static Value *InsertCastToIntPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
8094                                    Instruction *InsertPoint,
8095                                    InstCombiner *IC) {
8096   unsigned PtrSize = DTy->getPrimitiveSizeInBits();
8097   unsigned VTySize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
8098   // We must cast correctly to the pointer type. Ensure that we
8099   // sign extend the integer value if it is smaller as this is
8100   // used for address computation.
8101   Instruction::CastOps opcode = 
8102      (VTySize < PtrSize ? Instruction::SExt :
8103       (VTySize == PtrSize ? Instruction::BitCast : Instruction::Trunc));
8104   return IC->InsertCastBefore(opcode, V, DTy, *InsertPoint);
8105 }
8106
8107
8108 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
8109   Value *PtrOp = GEP.getOperand(0);
8110   // Is it 'getelementptr %P, long 0'  or 'getelementptr %P'
8111   // If so, eliminate the noop.
8112   if (GEP.getNumOperands() == 1)
8113     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
8114
8115   if (isa<UndefValue>(GEP.getOperand(0)))
8116     return ReplaceInstUsesWith(GEP, UndefValue::get(GEP.getType()));
8117
8118   bool HasZeroPointerIndex = false;
8119   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
8120     HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
8121
8122   if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
8123     return ReplaceInstUsesWith(GEP, PtrOp);
8124
8125   // Keep track of whether all indices are zero constants integers.
8126   bool AllZeroIndices = true;
8127   
8128   // Eliminate unneeded casts for indices.
8129   bool MadeChange = false;
8130   
8131   gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
8132   for (unsigned i = 1, e = GEP.getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI) {
8133     // Track whether this GEP has all zero indices, if so, it doesn't move the
8134     // input pointer, it just changes its type.
8135     if (AllZeroIndices) {
8136       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(i)))
8137         AllZeroIndices = CI->isZero();
8138       else
8139         AllZeroIndices = false;
8140     }
8141     if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
8142       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(GEP.getOperand(i))) {
8143         if (CI->getOpcode() == Instruction::ZExt ||
8144             CI->getOpcode() == Instruction::SExt) {
8145           const Type *SrcTy = CI->getOperand(0)->getType();
8146           // We can eliminate a cast from i32 to i64 iff the target 
8147           // is a 32-bit pointer target.
8148           if (SrcTy->getPrimitiveSizeInBits() >= TD->getPointerSizeInBits()) {
8149             MadeChange = true;
8150             GEP.setOperand(i, CI->getOperand(0));
8151           }
8152         }
8153       }
8154       // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
8155       // to what we need.  If the incoming value needs a cast instruction,
8156       // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
8157       // obvious.
8158       Value *Op = GEP.getOperand(i);
8159       if (TD->getTypeSize(Op->getType()) > TD->getPointerSize())
8160         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
8161           GEP.setOperand(i, ConstantExpr::getTrunc(C, TD->getIntPtrType()));
8162           MadeChange = true;
8163         } else {
8164           Op = InsertCastBefore(Instruction::Trunc, Op, TD->getIntPtrType(),
8165                                 GEP);
8166           GEP.setOperand(i, Op);
8167           MadeChange = true;
8168         }
8169     }
8170   }
8171   if (MadeChange) return &GEP;
8172
8173   // If this GEP instruction doesn't move the pointer, and if the input operand
8174   // is a bitcast of another pointer, just replace the GEP with a bitcast of the
8175   // real input to the dest type.
8176   if (AllZeroIndices && isa<BitCastInst>(GEP.getOperand(0)))
8177     return new BitCastInst(cast<BitCastInst>(GEP.getOperand(0))->getOperand(0),
8178                            GEP.getType());
8179     
8180   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
8181   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
8182   // getelementptr instructions into a single instruction.
8183   //
8184   SmallVector<Value*, 8> SrcGEPOperands;
8185   if (User *Src = dyn_castGetElementPtr(PtrOp))
8186     SrcGEPOperands.append(Src->op_begin(), Src->op_end());
8187
8188   if (!SrcGEPOperands.empty()) {
8189     // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
8190     // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
8191     // avoids us creating a TON of code in some cases.
8192     //
8193     if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
8194         cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
8195       return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
8196
8197     SmallVector<Value*, 8> Indices;
8198
8199     // Find out whether the last index in the source GEP is a sequential idx.
8200     bool EndsWithSequential = false;
8201     for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(*cast<User>(PtrOp)),
8202            E = gep_type_end(*cast<User>(PtrOp)); I != E; ++I)
8203       EndsWithSequential = !isa<StructType>(*I);
8204
8205     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
8206     if (EndsWithSequential) {
8207       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
8208       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
8209       //
8210       Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands.back(), *GO1 = GEP.getOperand(1);
8211       if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
8212         Sum = GO1;
8213       } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
8214         Sum = SO1;
8215       } else {
8216         // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
8217         // target's pointer size.
8218         if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
8219           if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
8220             SO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(SO1C, GO1->getType(), true);
8221           } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
8222             GO1 = ConstantExpr::getIntegerCast(GO1C, SO1->getType(), true);
8223           } else {
8224             unsigned PS = TD->getPointerSize();
8225             if (TD->getTypeSize(SO1->getType()) == PS) {
8226               // Convert GO1 to SO1's type.
8227               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
8228
8229             } else if (TD->getTypeSize(GO1->getType()) == PS) {
8230               // Convert SO1 to GO1's type.
8231               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
8232             } else {
8233               const Type *PT = TD->getIntPtrType();
8234               SO1 = InsertCastToIntPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
8235               GO1 = InsertCastToIntPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
8236             }
8237           }
8238         }
8239         if (isa<Constant>(SO1) && isa<Constant>(GO1))
8240           Sum = ConstantExpr::getAdd(cast<Constant>(SO1), cast<Constant>(GO1));
8241         else {
8242           Sum = BinaryOperator::createAdd(SO1, GO1, PtrOp->getName()+".sum");
8243           InsertNewInstBefore(cast<Instruction>(Sum), GEP);
8244         }
8245       }
8246
8247       // Recycle the GEP we already have if possible.
8248       if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
8249         GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
8250         GEP.setOperand(1, Sum);
8251         return &GEP;
8252       } else {
8253         Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
8254                        SrcGEPOperands.end()-1);
8255         Indices.push_back(Sum);
8256         Indices.insert(Indices.end(), GEP.op_begin()+2, GEP.op_end());
8257       }
8258     } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) &&
8259                cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
8260                SrcGEPOperands.size() != 1) {
8261       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
8262       Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
8263                      SrcGEPOperands.end());
8264       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
8265     }
8266
8267     if (!Indices.empty())
8268       return new GetElementPtrInst(SrcGEPOperands[0], &Indices[0],
8269                                    Indices.size(), GEP.getName());
8270
8271   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(PtrOp)) {
8272     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
8273     // constants, we can promote this to a constexpr instead of an instruction.
8274
8275     // Scan for nonconstants...
8276     SmallVector<Constant*, 8> Indices;
8277     User::op_iterator I = GEP.idx_begin(), E = GEP.idx_end();
8278     for (; I != E && isa<Constant>(*I); ++I)
8279       Indices.push_back(cast<Constant>(*I));
8280
8281     if (I == E) {  // If they are all constants...
8282       Constant *CE = ConstantExpr::getGetElementPtr(GV,
8283                                                     &Indices[0],Indices.size());
8284
8285       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
8286       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
8287     }
8288   } else if (Value *X = getBitCastOperand(PtrOp)) {  // Is the operand a cast?
8289     if (!isa<PointerType>(X->getType())) {
8290       // Not interesting.  Source pointer must be a cast from pointer.
8291     } else if (HasZeroPointerIndex) {
8292       // transform: GEP (cast [10 x ubyte]* X to [0 x ubyte]*), long 0, ...
8293       // into     : GEP [10 x ubyte]* X, long 0, ...
8294       //
8295       // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
8296       //
8297       const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(PtrOp->getType());
8298       const PointerType *XTy = cast<PointerType>(X->getType());
8299       if (const ArrayType *XATy =
8300           dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
8301         if (const ArrayType *CATy =
8302             dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
8303           if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
8304             // At this point, we know that the cast source type is a pointer
8305             // to an array of the same type as the destination pointer
8306             // array.  Because the array type is never stepped over (there
8307             // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
8308             GEP.setOperand(0, X);
8309             return &GEP;
8310           }
8311     } else if (GEP.getNumOperands() == 2) {
8312       // Transform things like:
8313       // %t = getelementptr ubyte* cast ([2 x int]* %str to uint*), uint %V
8314       // into:  %t1 = getelementptr [2 x int*]* %str, int 0, uint %V; cast
8315       const Type *SrcElTy = cast<PointerType>(X->getType())->getElementType();
8316       const Type *ResElTy=cast<PointerType>(PtrOp->getType())->getElementType();
8317       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
8318           TD->getTypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType()) ==
8319           TD->getTypeSize(ResElTy)) {
8320         Value *V = InsertNewInstBefore(
8321                new GetElementPtrInst(X, Constant::getNullValue(Type::Int32Ty),
8322                                      GEP.getOperand(1), GEP.getName()), GEP);
8323         // V and GEP are both pointer types --> BitCast
8324         return new BitCastInst(V, GEP.getType());
8325       }
8326       
8327       // Transform things like:
8328       // getelementptr sbyte* cast ([100 x double]* X to sbyte*), int %tmp
8329       //   (where tmp = 8*tmp2) into:
8330       // getelementptr [100 x double]* %arr, int 0, int %tmp.2
8331       
8332       if (isa<ArrayType>(SrcElTy) &&
8333           (ResElTy == Type::Int8Ty || ResElTy == Type::Int8Ty)) {
8334         uint64_t ArrayEltSize =
8335             TD->getTypeSize(cast<ArrayType>(SrcElTy)->getElementType());
8336         
8337         // Check to see if "tmp" is a scale by a multiple of ArrayEltSize.  We
8338         // allow either a mul, shift, or constant here.
8339         Value *NewIdx = 0;
8340         ConstantInt *Scale = 0;
8341         if (ArrayEltSize == 1) {
8342           NewIdx = GEP.getOperand(1);
8343           Scale = ConstantInt::get(NewIdx->getType(), 1);
8344         } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(GEP.getOperand(1))) {
8345           NewIdx = ConstantInt::get(CI->getType(), 1);
8346           Scale = CI;
8347         } else if (Instruction *Inst =dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(1))){
8348           if (Inst->getOpcode() == Instruction::Shl &&
8349               isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
8350             ConstantInt *ShAmt = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
8351             uint32_t ShAmtVal = ShAmt->getLimitedValue(64);
8352             Scale = ConstantInt::get(Inst->getType(), 1ULL << ShAmtVal);
8353             NewIdx = Inst->getOperand(0);
8354           } else if (Inst->getOpcode() == Instruction::Mul &&
8355                      isa<ConstantInt>(Inst->getOperand(1))) {
8356             Scale = cast<ConstantInt>(Inst->getOperand(1));
8357             NewIdx = Inst->getOperand(0);
8358           }
8359         }
8360
8361         // If the index will be to exactly the right offset with the scale taken
8362         // out, perform the transformation.
8363         if (Scale && Scale->getZExtValue() % ArrayEltSize == 0) {
8364           if (isa<ConstantInt>(Scale))
8365             Scale = ConstantInt::get(Scale->getType(),
8366                                       Scale->getZExtValue() / ArrayEltSize);
8367           if (Scale->getZExtValue() != 1) {
8368             Constant *C = ConstantExpr::getIntegerCast(Scale, NewIdx->getType(),
8369                                                        true /*SExt*/);
8370             Instruction *Sc = BinaryOperator::createMul(NewIdx, C, "idxscale");
8371             NewIdx = InsertNewInstBefore(Sc, GEP);
8372           }
8373
8374           // Insert the new GEP instruction.
8375           Instruction *NewGEP =
8376             new GetElementPtrInst(X, Constant::getNullValue(Type::Int32Ty),
8377                                   NewIdx, GEP.getName());
8378           NewGEP = InsertNewInstBefore(NewGEP, GEP);
8379           // The NewGEP must be pointer typed, so must the old one -> BitCast
8380           return new BitCastInst(NewGEP, GEP.getType());
8381         }
8382       }
8383     }
8384   }
8385
8386   return 0;
8387 }
8388
8389 Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
8390   // Convert: malloc Ty, C - where C is a constant != 1 into: malloc [C x Ty], 1
8391   if (AI.isArrayAllocation())    // Check C != 1
8392     if (const ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(AI.getArraySize())) {
8393       const Type *NewTy = 
8394         ArrayType::get(AI.getAllocatedType(), C->getZExtValue());
8395       AllocationInst *New = 0;
8396
8397       // Create and insert the replacement instruction...
8398       if (isa<MallocInst>(AI))
8399         New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
8400       else {
8401         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
8402         New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getAlignment(), AI.getName());
8403       }
8404
8405       InsertNewInstBefore(New, AI);
8406
8407       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
8408       // allocas if possible...
8409       //
8410       BasicBlock::iterator It = New;
8411       while (isa<AllocationInst>(*It)) ++It;
8412
8413       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
8414       // insert our getelementptr instruction...
8415       //
8416       Value *NullIdx = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8417       Value *V = new GetElementPtrInst(New, NullIdx, NullIdx,
8418                                        New->getName()+".sub", It);
8419
8420       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
8421       // allocation.
8422       return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
8423     } else if (isa<UndefValue>(AI.getArraySize())) {
8424       return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
8425     }
8426
8427   // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
8428   // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
8429   // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
8430   if (isa<AllocaInst>(AI) && AI.getAllocatedType()->isSized() &&
8431       TD->getTypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
8432     return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
8433
8434   return 0;
8435 }
8436
8437 Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
8438   Value *Op = FI.getOperand(0);
8439
8440   // free undef -> unreachable.
8441   if (isa<UndefValue>(Op)) {
8442     // Insert a new store to null because we cannot modify the CFG here.
8443     new StoreInst(ConstantInt::getTrue(),
8444                   UndefValue::get(PointerType::get(Type::Int1Ty)), &FI);
8445     return EraseInstFromFunction(FI);
8446   }
8447   
8448   // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
8449   // when lots of inlining happens.
8450   if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
8451     return EraseInstFromFunction(FI);
8452   
8453   // Change free <ty>* (cast <ty2>* X to <ty>*) into free <ty2>* X
8454   if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(Op)) {
8455     FI.setOperand(0, CI->getOperand(0));
8456     return &FI;
8457   }
8458   
8459   // Change free (gep X, 0,0,0,0) into free(X)
8460   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op)) {
8461     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
8462       AddToWorkList(GEPI);
8463       FI.setOperand(0, GEPI->getOperand(0));
8464       return &FI;
8465     }
8466   }
8467   
8468   // Change free(malloc) into nothing, if the malloc has a single use.
8469   if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(Op))
8470     if (MI->hasOneUse()) {
8471       EraseInstFromFunction(FI);
8472       return EraseInstFromFunction(*MI);
8473     }
8474
8475   return 0;
8476 }
8477
8478
8479 /// InstCombineLoadCast - Fold 'load (cast P)' -> cast (load P)' when possible.
8480 static Instruction *InstCombineLoadCast(InstCombiner &IC, LoadInst &LI) {
8481   User *CI = cast<User>(LI.getOperand(0));
8482   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
8483
8484   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
8485   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
8486     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
8487
8488     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy) || 
8489          isa<VectorType>(DestPTy)) {
8490       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
8491       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
8492       // constants.
8493       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
8494         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
8495           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
8496             Value *Idxs[2];
8497             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8498             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
8499             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
8500             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
8501           }
8502
8503       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy) || 
8504             isa<VectorType>(SrcPTy)) &&
8505           // Do not allow turning this into a load of an integer, which is then
8506           // casted to a pointer, this pessimizes pointer analysis a lot.
8507           (isa<PointerType>(SrcPTy) == isa<PointerType>(LI.getType())) &&
8508           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
8509                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
8510
8511         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
8512         // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
8513         // the result of the loaded value.
8514         Value *NewLoad = IC.InsertNewInstBefore(new LoadInst(CastOp,
8515                                                              CI->getName(),
8516                                                          LI.isVolatile()),LI);
8517         // Now cast the result of the load.
8518         return new BitCastInst(NewLoad, LI.getType());
8519       }
8520     }
8521   }
8522   return 0;
8523 }
8524
8525 /// isSafeToLoadUnconditionally - Return true if we know that executing a load
8526 /// from this value cannot trap.  If it is not obviously safe to load from the
8527 /// specified pointer, we do a quick local scan of the basic block containing
8528 /// ScanFrom, to determine if the address is already accessed.
8529 static bool isSafeToLoadUnconditionally(Value *V, Instruction *ScanFrom) {
8530   // If it is an alloca or global variable, it is always safe to load from.
8531   if (isa<AllocaInst>(V) || isa<GlobalVariable>(V)) return true;
8532
8533   // Otherwise, be a little bit agressive by scanning the local block where we
8534   // want to check to see if the pointer is already being loaded or stored
8535   // from/to.  If so, the previous load or store would have already trapped,
8536   // so there is no harm doing an extra load (also, CSE will later eliminate
8537   // the load entirely).
8538   BasicBlock::iterator BBI = ScanFrom, E = ScanFrom->getParent()->begin();
8539
8540   while (BBI != E) {
8541     --BBI;
8542
8543     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
8544       if (LI->getOperand(0) == V) return true;
8545     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
8546       if (SI->getOperand(1) == V) return true;
8547
8548   }
8549   return false;
8550 }
8551
8552 Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
8553   Value *Op = LI.getOperand(0);
8554
8555   // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
8556   if (isa<CastInst>(Op))
8557     if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI))
8558       return Res;
8559
8560   // None of the following transforms are legal for volatile loads.
8561   if (LI.isVolatile()) return 0;
8562   
8563   if (&LI.getParent()->front() != &LI) {
8564     BasicBlock::iterator BBI = &LI; --BBI;
8565     // If the instruction immediately before this is a store to the same
8566     // address, do a simple form of store->load forwarding.
8567     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI))
8568       if (SI->getOperand(1) == LI.getOperand(0))
8569         return ReplaceInstUsesWith(LI, SI->getOperand(0));
8570     if (LoadInst *LIB = dyn_cast<LoadInst>(BBI))
8571       if (LIB->getOperand(0) == LI.getOperand(0))
8572         return ReplaceInstUsesWith(LI, LIB);
8573   }
8574
8575   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Op))
8576     if (isa<ConstantPointerNull>(GEPI->getOperand(0)) ||
8577         isa<UndefValue>(GEPI->getOperand(0))) {
8578       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
8579       // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
8580       // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
8581       // CFG.
8582       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
8583                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
8584       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
8585     }
8586
8587   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
8588     // load null/undef -> undef
8589     if ((C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C))) {
8590       // Insert a new store to null instruction before the load to indicate that
8591       // this code is not reachable.  We do this instead of inserting an
8592       // unreachable instruction directly because we cannot modify the CFG.
8593       new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
8594                     Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
8595       return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
8596     }
8597
8598     // Instcombine load (constant global) into the value loaded.
8599     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
8600       if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
8601         return ReplaceInstUsesWith(LI, GV->getInitializer());
8602
8603     // Instcombine load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
8604     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Op))
8605       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
8606         if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
8607           if (GV->isConstant() && !GV->isDeclaration())
8608             if (Constant *V = 
8609                ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE))
8610               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
8611         if (CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
8612           // Insert a new store to null instruction before the load to indicate
8613           // that this code is not reachable.  We do this instead of inserting
8614           // an unreachable instruction directly because we cannot modify the
8615           // CFG.
8616           new StoreInst(UndefValue::get(LI.getType()),
8617                         Constant::getNullValue(Op->getType()), &LI);
8618           return ReplaceInstUsesWith(LI, UndefValue::get(LI.getType()));
8619         }
8620
8621       } else if (CE->isCast()) {
8622         if (Instruction *Res = InstCombineLoadCast(*this, LI))
8623           return Res;
8624       }
8625   }
8626
8627   if (Op->hasOneUse()) {
8628     // Change select and PHI nodes to select values instead of addresses: this
8629     // helps alias analysis out a lot, allows many others simplifications, and
8630     // exposes redundancy in the code.
8631     //
8632     // Note that we cannot do the transformation unless we know that the
8633     // introduced loads cannot trap!  Something like this is valid as long as
8634     // the condition is always false: load (select bool %C, int* null, int* %G),
8635     // but it would not be valid if we transformed it to load from null
8636     // unconditionally.
8637     //
8638     if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op)) {
8639       // load (select (Cond, &V1, &V2))  --> select(Cond, load &V1, load &V2).
8640       if (isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(1), SI) &&
8641           isSafeToLoadUnconditionally(SI->getOperand(2), SI)) {
8642         Value *V1 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(1),
8643                                      SI->getOperand(1)->getName()+".val"), LI);
8644         Value *V2 = InsertNewInstBefore(new LoadInst(SI->getOperand(2),
8645                                      SI->getOperand(2)->getName()+".val"), LI);
8646         return new SelectInst(SI->getCondition(), V1, V2);
8647       }
8648
8649       // load (select (cond, null, P)) -> load P
8650       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
8651         if (C->isNullValue()) {
8652           LI.setOperand(0, SI->getOperand(2));
8653           return &LI;
8654         }
8655
8656       // load (select (cond, P, null)) -> load P
8657       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(2)))
8658         if (C->isNullValue()) {
8659           LI.setOperand(0, SI->getOperand(1));
8660           return &LI;
8661         }
8662     }
8663   }
8664   return 0;
8665 }
8666
8667 /// InstCombineStoreToCast - Fold store V, (cast P) -> store (cast V), P
8668 /// when possible.
8669 static Instruction *InstCombineStoreToCast(InstCombiner &IC, StoreInst &SI) {
8670   User *CI = cast<User>(SI.getOperand(1));
8671   Value *CastOp = CI->getOperand(0);
8672
8673   const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
8674   if (const PointerType *SrcTy = dyn_cast<PointerType>(CastOp->getType())) {
8675     const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
8676
8677     if (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy)) {
8678       // If the source is an array, the code below will not succeed.  Check to
8679       // see if a trivial 'gep P, 0, 0' will help matters.  Only do this for
8680       // constants.
8681       if (const ArrayType *ASrcTy = dyn_cast<ArrayType>(SrcPTy))
8682         if (Constant *CSrc = dyn_cast<Constant>(CastOp))
8683           if (ASrcTy->getNumElements() != 0) {
8684             Value* Idxs[2];
8685             Idxs[0] = Idxs[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
8686             CastOp = ConstantExpr::getGetElementPtr(CSrc, Idxs, 2);
8687             SrcTy = cast<PointerType>(CastOp->getType());
8688             SrcPTy = SrcTy->getElementType();
8689           }
8690
8691       if ((SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
8692           IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(SrcPTy) ==
8693                IC.getTargetData().getTypeSizeInBits(DestPTy)) {
8694
8695         // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
8696         // the same size.  Instead of casting the pointer before 
8697         // the store, cast the value to be stored.
8698         Value *NewCast;
8699         Value *SIOp0 = SI.getOperand(0);
8700         Instruction::CastOps opcode = Instruction::BitCast;
8701         const Type* CastSrcTy = SIOp0->getType();
8702         const Type* CastDstTy = SrcPTy;
8703         if (isa<PointerType>(CastDstTy)) {
8704           if (CastSrcTy->isInteger())
8705             opcode = Instruction::IntToPtr;
8706         } else if (isa<IntegerType>(CastDstTy)) {
8707           if (isa<PointerType>(SIOp0->getType()))
8708             opcode = Instruction::PtrToInt;
8709         }
8710         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(SIOp0))
8711           NewCast = ConstantExpr::getCast(opcode, C, CastDstTy);
8712         else
8713           NewCast = IC.InsertNewInstBefore(
8714             CastInst::create(opcode, SIOp0, CastDstTy, SIOp0->getName()+".c"), 
8715             SI);
8716         return new StoreInst(NewCast, CastOp);
8717       }
8718     }
8719   }
8720   return 0;
8721 }
8722
8723 Instruction *InstCombiner::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
8724   Value *Val = SI.getOperand(0);
8725   Value *Ptr = SI.getOperand(1);
8726
8727   if (isa<UndefValue>(Ptr)) {     // store X, undef -> noop (even if volatile)
8728     EraseInstFromFunction(SI);
8729     ++NumCombined;
8730     return 0;
8731   }
8732   
8733   // If the RHS is an alloca with a single use, zapify the store, making the
8734   // alloca dead.
8735   if (Ptr->hasOneUse()) {
8736     if (isa<AllocaInst>(Ptr)) {
8737       EraseInstFromFunction(SI);
8738       ++NumCombined;
8739       return 0;
8740     }
8741     
8742     if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
8743       if (isa<AllocaInst>(GEP->getOperand(0)) &&
8744           GEP->getOperand(0)->hasOneUse()) {
8745         EraseInstFromFunction(SI);
8746         ++NumCombined;
8747         return 0;
8748       }
8749   }
8750
8751   // Do really simple DSE, to catch cases where there are several consequtive
8752   // stores to the same location, separated by a few arithmetic operations. This
8753   // situation often occurs with bitfield accesses.
8754   BasicBlock::iterator BBI = &SI;
8755   for (unsigned ScanInsts = 6; BBI != SI.getParent()->begin() && ScanInsts;
8756        --ScanInsts) {
8757     --BBI;
8758     
8759     if (StoreInst *PrevSI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
8760       // Prev store isn't volatile, and stores to the same location?
8761       if (!PrevSI->isVolatile() && PrevSI->getOperand(1) == SI.getOperand(1)) {
8762         ++NumDeadStore;
8763         ++BBI;
8764         EraseInstFromFunction(*PrevSI);
8765         continue;
8766       }
8767       break;
8768     }
8769     
8770     // If this is a load, we have to stop.  However, if the loaded value is from
8771     // the pointer we're loading and is producing the pointer we're storing,
8772     // then *this* store is dead (X = load P; store X -> P).
8773     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(BBI)) {
8774       if (LI == Val && LI->getOperand(0) == Ptr) {
8775         EraseInstFromFunction(SI);
8776         ++NumCombined;
8777         return 0;
8778       }
8779       // Otherwise, this is a load from some other location.  Stores before it
8780       // may not be dead.
8781       break;
8782     }
8783     
8784     // Don't skip over loads or things that can modify memory.
8785     if (BBI->mayWriteToMemory())
8786       break;
8787   }
8788   
8789   
8790   if (SI.isVolatile()) return 0;  // Don't hack volatile stores.
8791
8792   // store X, null    -> turns into 'unreachable' in SimplifyCFG
8793   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
8794     if (!isa<UndefValue>(Val)) {
8795       SI.setOperand(0, UndefValue::get(Val->getType()));
8796       if (Instruction *U = dyn_cast<Instruction>(Val))
8797         AddToWorkList(U);  // Dropped a use.
8798       ++NumCombined;
8799     }
8800     return 0;  // Do not modify these!
8801   }
8802
8803   // store undef, Ptr -> noop
8804   if (isa<UndefValue>(Val)) {
8805     EraseInstFromFunction(SI);
8806     ++NumCombined;
8807     return 0;
8808   }
8809
8810   // If the pointer destination is a cast, see if we can fold the cast into the
8811   // source instead.
8812   if (isa<CastInst>(Ptr))
8813     if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
8814       return Res;
8815   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
8816     if (CE->isCast())
8817       if (Instruction *Res = InstCombineStoreToCast(*this, SI))
8818         return Res;
8819
8820   
8821   // If this store is the last instruction in the basic block, and if the block
8822   // ends with an unconditional branch, try to move it to the successor block.
8823   BBI = &SI; ++BBI;
8824   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(BBI))
8825     if (BI->isUnconditional())
8826       if (SimplifyStoreAtEndOfBlock(SI))
8827         return 0;  // xform done!
8828   
8829   return 0;
8830 }
8831
8832 /// SimplifyStoreAtEndOfBlock - Turn things like:
8833 ///   if () { *P = v1; } else { *P = v2 }
8834 /// into a phi node with a store in the successor.
8835 ///
8836 /// Simplify things like:
8837 ///   *P = v1; if () { *P = v2; }
8838 /// into a phi node with a store in the successor.
8839 ///
8840 bool InstCombiner::SimplifyStoreAtEndOfBlock(StoreInst &SI) {
8841   BasicBlock *StoreBB = SI.getParent();
8842   
8843   // Check to see if the successor block has exactly two incoming edges.  If
8844   // so, see if the other predecessor contains a store to the same location.
8845   // if so, insert a PHI node (if needed) and move the stores down.
8846   BasicBlock *DestBB = StoreBB->getTerminator()->getSuccessor(0);
8847   
8848   // Determine whether Dest has exactly two predecessors and, if so, compute
8849   // the other predecessor.
8850   pred_iterator PI = pred_begin(DestBB);
8851   BasicBlock *OtherBB = 0;
8852   if (*PI != StoreBB)
8853     OtherBB = *PI;
8854   ++PI;
8855   if (PI == pred_end(DestBB))
8856     return false;
8857   
8858   if (*PI != StoreBB) {
8859     if (OtherBB)
8860       return false;
8861     OtherBB = *PI;
8862   }
8863   if (++PI != pred_end(DestBB))
8864     return false;
8865   
8866   
8867   // Verify that the other block ends in a branch and is not otherwise empty.
8868   BasicBlock::iterator BBI = OtherBB->getTerminator();
8869   BranchInst *OtherBr = dyn_cast<BranchInst>(BBI);
8870   if (!OtherBr || BBI == OtherBB->begin())
8871     return false;
8872   
8873   // If the other block ends in an unconditional branch, check for the 'if then
8874   // else' case.  there is an instruction before the branch.
8875   StoreInst *OtherStore = 0;
8876   if (OtherBr->isUnconditional()) {
8877     // If this isn't a store, or isn't a store to the same location, bail out.
8878     --BBI;
8879     OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI);
8880     if (!OtherStore || OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
8881       return false;
8882   } else {
8883     // Otherwise, the other block ended with a conditional branch.  If one of the
8884     // destinations is StoreBB, then we have the if/then case.
8885     if (OtherBr->getSuccessor(0) != StoreBB && 
8886         OtherBr->getSuccessor(1) != StoreBB)
8887       return false;
8888     
8889     // Okay, we know that OtherBr now goes to Dest and StoreBB, so this is an
8890     // if/then triangle.  See if there is a store to the same ptr as SI that lives
8891     // in OtherBB.
8892     for (;; --BBI) {
8893       // Check to see if we find the matching store.
8894       if ((OtherStore = dyn_cast<StoreInst>(BBI))) {
8895         if (OtherStore->getOperand(1) != SI.getOperand(1))
8896           return false;
8897         break;
8898       }
8899       // If we find something that may be using the stored value, or if we run out
8900       // of instructions, we can't do the xform.
8901       if (isa<LoadInst>(BBI) || BBI->mayWriteToMemory() ||
8902           BBI == OtherBB->begin())
8903         return false;
8904     }
8905     
8906     // In order to eliminate the store in OtherBr, we have to
8907     // make sure nothing reads the stored value in StoreBB.
8908     for (BasicBlock::iterator I = StoreBB->begin(); &*I != &SI; ++I) {
8909       // FIXME: This should really be AA driven.
8910       if (isa<LoadInst>(I) || I->mayWriteToMemory())
8911         return false;
8912     }
8913   }
8914   
8915   // Insert a PHI node now if we need it.
8916   Value *MergedVal = OtherStore->getOperand(0);
8917   if (MergedVal != SI.getOperand(0)) {
8918     PHINode *PN = new PHINode(MergedVal->getType(), "storemerge");
8919     PN->reserveOperandSpace(2);
8920     PN->addIncoming(SI.getOperand(0), SI.getParent());
8921     PN->addIncoming(OtherStore->getOperand(0), OtherBB);
8922     MergedVal = InsertNewInstBefore(PN, DestBB->front());
8923   }
8924   
8925   // Advance to a place where it is safe to insert the new store and
8926   // insert it.
8927   BBI = DestBB->begin();
8928   while (isa<PHINode>(BBI)) ++BBI;
8929   InsertNewInstBefore(new StoreInst(MergedVal, SI.getOperand(1),
8930                                     OtherStore->isVolatile()), *BBI);
8931   
8932   // Nuke the old stores.
8933   EraseInstFromFunction(SI);
8934   EraseInstFromFunction(*OtherStore);
8935   ++NumCombined;
8936   return true;
8937 }
8938
8939
8940 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
8941   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
8942   Value *X = 0;
8943   BasicBlock *TrueDest;
8944   BasicBlock *FalseDest;
8945   if (match(&BI, m_Br(m_Not(m_Value(X)), TrueDest, FalseDest)) &&
8946       !isa<Constant>(X)) {
8947     // Swap Destinations and condition...
8948     BI.setCondition(X);
8949     BI.setSuccessor(0, FalseDest);
8950     BI.setSuccessor(1, TrueDest);
8951     return &BI;
8952   }
8953
8954   // Cannonicalize fcmp_one -> fcmp_oeq
8955   FCmpInst::Predicate FPred; Value *Y;
8956   if (match(&BI, m_Br(m_FCmp(FPred, m_Value(X), m_Value(Y)), 
8957                              TrueDest, FalseDest)))
8958     if ((FPred == FCmpInst::FCMP_ONE || FPred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
8959          FPred == FCmpInst::FCMP_OGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
8960       FCmpInst *I = cast<FCmpInst>(BI.getCondition());
8961       FCmpInst::Predicate NewPred = FCmpInst::getInversePredicate(FPred);
8962       Instruction *NewSCC = new FCmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
8963       NewSCC->takeName(I);
8964       // Swap Destinations and condition...
8965       BI.setCondition(NewSCC);
8966       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
8967       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
8968       RemoveFromWorkList(I);
8969       I->eraseFromParent();
8970       AddToWorkList(NewSCC);
8971       return &BI;
8972     }
8973
8974   // Cannonicalize icmp_ne -> icmp_eq
8975   ICmpInst::Predicate IPred;
8976   if (match(&BI, m_Br(m_ICmp(IPred, m_Value(X), m_Value(Y)),
8977                       TrueDest, FalseDest)))
8978     if ((IPred == ICmpInst::ICMP_NE  || IPred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
8979          IPred == ICmpInst::ICMP_SLE || IPred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
8980          IPred == ICmpInst::ICMP_SGE) && BI.getCondition()->hasOneUse()) {
8981       ICmpInst *I = cast<ICmpInst>(BI.getCondition());
8982       ICmpInst::Predicate NewPred = ICmpInst::getInversePredicate(IPred);
8983       Instruction *NewSCC = new ICmpInst(NewPred, X, Y, "", I);
8984       NewSCC->takeName(I);
8985       // Swap Destinations and condition...
8986       BI.setCondition(NewSCC);
8987       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
8988       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
8989       RemoveFromWorkList(I);
8990       I->eraseFromParent();;
8991       AddToWorkList(NewSCC);
8992       return &BI;
8993     }
8994
8995   return 0;
8996 }
8997
8998 Instruction *InstCombiner::visitSwitchInst(SwitchInst &SI) {
8999   Value *Cond = SI.getCondition();
9000   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Cond)) {
9001     if (I->getOpcode() == Instruction::Add)
9002       if (ConstantInt *AddRHS = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
9003         // change 'switch (X+4) case 1:' into 'switch (X) case -3'
9004         for (unsigned i = 2, e = SI.getNumOperands(); i != e; i += 2)
9005           SI.setOperand(i,ConstantExpr::getSub(cast<Constant>(SI.getOperand(i)),
9006                                                 AddRHS));
9007         SI.setOperand(0, I->getOperand(0));
9008         AddToWorkList(I);
9009         return &SI;
9010       }
9011   }
9012   return 0;
9013 }
9014
9015 /// CheapToScalarize - Return true if the value is cheaper to scalarize than it
9016 /// is to leave as a vector operation.
9017 static bool CheapToScalarize(Value *V, bool isConstant) {
9018   if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) 
9019     return true;
9020   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
9021     if (isConstant) return true;
9022     // If all elts are the same, we can extract.
9023     Constant *Op0 = C->getOperand(0);
9024     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
9025       if (C->getOperand(i) != Op0)
9026         return false;
9027     return true;
9028   }
9029   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
9030   if (!I) return false;
9031   
9032   // Insert element gets simplified to the inserted element or is deleted if
9033   // this is constant idx extract element and its a constant idx insertelt.
9034   if (I->getOpcode() == Instruction::InsertElement && isConstant &&
9035       isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
9036     return true;
9037   if (I->getOpcode() == Instruction::Load && I->hasOneUse())
9038     return true;
9039   if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I))
9040     if (BO->hasOneUse() &&
9041         (CheapToScalarize(BO->getOperand(0), isConstant) ||
9042          CheapToScalarize(BO->getOperand(1), isConstant)))
9043       return true;
9044   if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(I))
9045     if (CI->hasOneUse() &&
9046         (CheapToScalarize(CI->getOperand(0), isConstant) ||
9047          CheapToScalarize(CI->getOperand(1), isConstant)))
9048       return true;
9049   
9050   return false;
9051 }
9052
9053 /// Read and decode a shufflevector mask.
9054 ///
9055 /// It turns undef elements into values that are larger than the number of
9056 /// elements in the input.
9057 static std::vector<unsigned> getShuffleMask(const ShuffleVectorInst *SVI) {
9058   unsigned NElts = SVI->getType()->getNumElements();
9059   if (isa<ConstantAggregateZero>(SVI->getOperand(2)))
9060     return std::vector<unsigned>(NElts, 0);
9061   if (isa<UndefValue>(SVI->getOperand(2)))
9062     return std::vector<unsigned>(NElts, 2*NElts);
9063
9064   std::vector<unsigned> Result;
9065   const ConstantVector *CP = cast<ConstantVector>(SVI->getOperand(2));
9066   for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
9067     if (isa<UndefValue>(CP->getOperand(i)))
9068       Result.push_back(NElts*2);  // undef -> 8
9069     else
9070       Result.push_back(cast<ConstantInt>(CP->getOperand(i))->getZExtValue());
9071   return Result;
9072 }
9073
9074 /// FindScalarElement - Given a vector and an element number, see if the scalar
9075 /// value is already around as a register, for example if it were inserted then
9076 /// extracted from the vector.
9077 static Value *FindScalarElement(Value *V, unsigned EltNo) {
9078   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && "Not looking at a vector?");
9079   const VectorType *PTy = cast<VectorType>(V->getType());
9080   unsigned Width = PTy->getNumElements();
9081   if (EltNo >= Width)  // Out of range access.
9082     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
9083   
9084   if (isa<UndefValue>(V))
9085     return UndefValue::get(PTy->getElementType());
9086   else if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
9087     return Constant::getNullValue(PTy->getElementType());
9088   else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(V))
9089     return CP->getOperand(EltNo);
9090   else if (InsertElementInst *III = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
9091     // If this is an insert to a variable element, we don't know what it is.
9092     if (!isa<ConstantInt>(III->getOperand(2))) 
9093       return 0;
9094     unsigned IIElt = cast<ConstantInt>(III->getOperand(2))->getZExtValue();
9095     
9096     // If this is an insert to the element we are looking for, return the
9097     // inserted value.
9098     if (EltNo == IIElt) 
9099       return III->getOperand(1);
9100     
9101     // Otherwise, the insertelement doesn't modify the value, recurse on its
9102     // vector input.
9103     return FindScalarElement(III->getOperand(0), EltNo);
9104   } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(V)) {
9105     unsigned InEl = getShuffleMask(SVI)[EltNo];
9106     if (InEl < Width)
9107       return FindScalarElement(SVI->getOperand(0), InEl);
9108     else if (InEl < Width*2)
9109       return FindScalarElement(SVI->getOperand(1), InEl - Width);
9110     else
9111       return UndefValue::get(PTy->getElementType());
9112   }
9113   
9114   // Otherwise, we don't know.
9115   return 0;
9116 }
9117
9118 Instruction *InstCombiner::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &EI) {
9119
9120   // If packed val is undef, replace extract with scalar undef.
9121   if (isa<UndefValue>(EI.getOperand(0)))
9122     return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
9123
9124   // If packed val is constant 0, replace extract with scalar 0.
9125   if (isa<ConstantAggregateZero>(EI.getOperand(0)))
9126     return ReplaceInstUsesWith(EI, Constant::getNullValue(EI.getType()));
9127   
9128   if (ConstantVector *C = dyn_cast<ConstantVector>(EI.getOperand(0))) {
9129     // If packed val is constant with uniform operands, replace EI
9130     // with that operand
9131     Constant *op0 = C->getOperand(0);
9132     for (unsigned i = 1; i < C->getNumOperands(); ++i)
9133       if (C->getOperand(i) != op0) {
9134         op0 = 0; 
9135         break;
9136       }
9137     if (op0)
9138       return ReplaceInstUsesWith(EI, op0);
9139   }
9140   
9141   // If extracting a specified index from the vector, see if we can recursively
9142   // find a previously computed scalar that was inserted into the vector.
9143   if (ConstantInt *IdxC = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
9144     unsigned IndexVal = IdxC->getZExtValue();
9145     unsigned VectorWidth = 
9146       cast<VectorType>(EI.getOperand(0)->getType())->getNumElements();
9147       
9148     // If this is extracting an invalid index, turn this into undef, to avoid
9149     // crashing the code below.
9150     if (IndexVal >= VectorWidth)
9151       return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
9152     
9153     // This instruction only demands the single element from the input vector.
9154     // If the input vector has a single use, simplify it based on this use
9155     // property.
9156     if (EI.getOperand(0)->hasOneUse() && VectorWidth != 1) {
9157       uint64_t UndefElts;
9158       if (Value *V = SimplifyDemandedVectorElts(EI.getOperand(0),
9159                                                 1 << IndexVal,
9160                                                 UndefElts)) {
9161         EI.setOperand(0, V);
9162         return &EI;
9163       }
9164     }
9165     
9166     if (Value *Elt = FindScalarElement(EI.getOperand(0), IndexVal))
9167       return ReplaceInstUsesWith(EI, Elt);
9168     
9169     // If the this extractelement is directly using a bitcast from a vector of
9170     // the same number of elements, see if we can find the source element from
9171     // it.  In this case, we will end up needing to bitcast the scalars.
9172     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(EI.getOperand(0))) {
9173       if (const VectorType *VT = 
9174               dyn_cast<VectorType>(BCI->getOperand(0)->getType()))
9175         if (VT->getNumElements() == VectorWidth)
9176           if (Value *Elt = FindScalarElement(BCI->getOperand(0), IndexVal))
9177             return new BitCastInst(Elt, EI.getType());
9178     }
9179   }
9180   
9181   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(EI.getOperand(0))) {
9182     if (I->hasOneUse()) {
9183       // Push extractelement into predecessor operation if legal and
9184       // profitable to do so
9185       if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(I)) {
9186         bool isConstantElt = isa<ConstantInt>(EI.getOperand(1));
9187         if (CheapToScalarize(BO, isConstantElt)) {
9188           ExtractElementInst *newEI0 = 
9189             new ExtractElementInst(BO->getOperand(0), EI.getOperand(1),
9190                                    EI.getName()+".lhs");
9191           ExtractElementInst *newEI1 =
9192             new ExtractElementInst(BO->getOperand(1), EI.getOperand(1),
9193                                    EI.getName()+".rhs");
9194           InsertNewInstBefore(newEI0, EI);
9195           InsertNewInstBefore(newEI1, EI);
9196           return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), newEI0, newEI1);
9197         }
9198       } else if (isa<LoadInst>(I)) {
9199         Value *Ptr = InsertCastBefore(Instruction::BitCast, I->getOperand(0),
9200                                       PointerType::get(EI.getType()), EI);
9201         GetElementPtrInst *GEP = 
9202           new GetElementPtrInst(Ptr, EI.getOperand(1), I->getName() + ".gep");
9203         InsertNewInstBefore(GEP, EI);
9204         return new LoadInst(GEP);
9205       }
9206     }
9207     if (InsertElementInst *IE = dyn_cast<InsertElementInst>(I)) {
9208       // Extracting the inserted element?
9209       if (IE->getOperand(2) == EI.getOperand(1))
9210         return ReplaceInstUsesWith(EI, IE->getOperand(1));
9211       // If the inserted and extracted elements are constants, they must not
9212       // be the same value, extract from the pre-inserted value instead.
9213       if (isa<Constant>(IE->getOperand(2)) &&
9214           isa<Constant>(EI.getOperand(1))) {
9215         AddUsesToWorkList(EI);
9216         EI.setOperand(0, IE->getOperand(0));
9217         return &EI;
9218       }
9219     } else if (ShuffleVectorInst *SVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(I)) {
9220       // If this is extracting an element from a shufflevector, figure out where
9221       // it came from and extract from the appropriate input element instead.
9222       if (ConstantInt *Elt = dyn_cast<ConstantInt>(EI.getOperand(1))) {
9223         unsigned SrcIdx = getShuffleMask(SVI)[Elt->getZExtValue()];
9224         Value *Src;
9225         if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements())
9226           Src = SVI->getOperand(0);
9227         else if (SrcIdx < SVI->getType()->getNumElements()*2) {
9228           SrcIdx -= SVI->getType()->getNumElements();
9229           Src = SVI->getOperand(1);
9230         } else {
9231           return ReplaceInstUsesWith(EI, UndefValue::get(EI.getType()));
9232         }
9233         return new ExtractElementInst(Src, SrcIdx);
9234       }
9235     }
9236   }
9237   return 0;
9238 }
9239
9240 /// CollectSingleShuffleElements - If V is a shuffle of values that ONLY returns
9241 /// elements from either LHS or RHS, return the shuffle mask and true. 
9242 /// Otherwise, return false.
9243 static bool CollectSingleShuffleElements(Value *V, Value *LHS, Value *RHS,
9244                                          std::vector<Constant*> &Mask) {
9245   assert(V->getType() == LHS->getType() && V->getType() == RHS->getType() &&
9246          "Invalid CollectSingleShuffleElements");
9247   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
9248
9249   if (isa<UndefValue>(V)) {
9250     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9251     return true;
9252   } else if (V == LHS) {
9253     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
9254       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
9255     return true;
9256   } else if (V == RHS) {
9257     for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
9258       Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i+NumElts));
9259     return true;
9260   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
9261     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
9262     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
9263     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
9264     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
9265     
9266     if (!isa<ConstantInt>(IdxOp))
9267       return false;
9268     unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
9269     
9270     if (isa<UndefValue>(ScalarOp)) {  // inserting undef into vector.
9271       // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
9272       // transitively ok.
9273       if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
9274         // If so, update the mask to reflect the inserted undef.
9275         Mask[InsertedIdx] = UndefValue::get(Type::Int32Ty);
9276         return true;
9277       }      
9278     } else if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)){
9279       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) &&
9280           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
9281         unsigned ExtractedIdx =
9282           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
9283         
9284         // This must be extracting from either LHS or RHS.
9285         if (EI->getOperand(0) == LHS || EI->getOperand(0) == RHS) {
9286           // Okay, we can handle this if the vector we are insertinting into is
9287           // transitively ok.
9288           if (CollectSingleShuffleElements(VecOp, LHS, RHS, Mask)) {
9289             // If so, update the mask to reflect the inserted value.
9290             if (EI->getOperand(0) == LHS) {
9291               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
9292                  ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
9293             } else {
9294               assert(EI->getOperand(0) == RHS);
9295               Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
9296                 ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx+NumElts);
9297               
9298             }
9299             return true;
9300           }
9301         }
9302       }
9303     }
9304   }
9305   // TODO: Handle shufflevector here!
9306   
9307   return false;
9308 }
9309
9310 /// CollectShuffleElements - We are building a shuffle of V, using RHS as the
9311 /// RHS of the shuffle instruction, if it is not null.  Return a shuffle mask
9312 /// that computes V and the LHS value of the shuffle.
9313 static Value *CollectShuffleElements(Value *V, std::vector<Constant*> &Mask,
9314                                      Value *&RHS) {
9315   assert(isa<VectorType>(V->getType()) && 
9316          (RHS == 0 || V->getType() == RHS->getType()) &&
9317          "Invalid shuffle!");
9318   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V->getType())->getNumElements();
9319
9320   if (isa<UndefValue>(V)) {
9321     Mask.assign(NumElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9322     return V;
9323   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(V)) {
9324     Mask.assign(NumElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0));
9325     return V;
9326   } else if (InsertElementInst *IEI = dyn_cast<InsertElementInst>(V)) {
9327     // If this is an insert of an extract from some other vector, include it.
9328     Value *VecOp    = IEI->getOperand(0);
9329     Value *ScalarOp = IEI->getOperand(1);
9330     Value *IdxOp    = IEI->getOperand(2);
9331     
9332     if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
9333       if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
9334           EI->getOperand(0)->getType() == V->getType()) {
9335         unsigned ExtractedIdx =
9336           cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
9337         unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
9338         
9339         // Either the extracted from or inserted into vector must be RHSVec,
9340         // otherwise we'd end up with a shuffle of three inputs.
9341         if (EI->getOperand(0) == RHS || RHS == 0) {
9342           RHS = EI->getOperand(0);
9343           Value *V = CollectShuffleElements(VecOp, Mask, RHS);
9344           Mask[InsertedIdx & (NumElts-1)] = 
9345             ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+ExtractedIdx);
9346           return V;
9347         }
9348         
9349         if (VecOp == RHS) {
9350           Value *V = CollectShuffleElements(EI->getOperand(0), Mask, RHS);
9351           // Everything but the extracted element is replaced with the RHS.
9352           for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
9353             if (i != InsertedIdx)
9354               Mask[i] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NumElts+i);
9355           }
9356           return V;
9357         }
9358         
9359         // If this insertelement is a chain that comes from exactly these two
9360         // vectors, return the vector and the effective shuffle.
9361         if (CollectSingleShuffleElements(IEI, EI->getOperand(0), RHS, Mask))
9362           return EI->getOperand(0);
9363         
9364       }
9365     }
9366   }
9367   // TODO: Handle shufflevector here!
9368   
9369   // Otherwise, can't do anything fancy.  Return an identity vector.
9370   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
9371     Mask.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
9372   return V;
9373 }
9374
9375 Instruction *InstCombiner::visitInsertElementInst(InsertElementInst &IE) {
9376   Value *VecOp    = IE.getOperand(0);
9377   Value *ScalarOp = IE.getOperand(1);
9378   Value *IdxOp    = IE.getOperand(2);
9379   
9380   // Inserting an undef or into an undefined place, remove this.
9381   if (isa<UndefValue>(ScalarOp) || isa<UndefValue>(IdxOp))
9382     ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
9383   
9384   // If the inserted element was extracted from some other vector, and if the 
9385   // indexes are constant, try to turn this into a shufflevector operation.
9386   if (ExtractElementInst *EI = dyn_cast<ExtractElementInst>(ScalarOp)) {
9387     if (isa<ConstantInt>(EI->getOperand(1)) && isa<ConstantInt>(IdxOp) &&
9388         EI->getOperand(0)->getType() == IE.getType()) {
9389       unsigned NumVectorElts = IE.getType()->getNumElements();
9390       unsigned ExtractedIdx =
9391         cast<ConstantInt>(EI->getOperand(1))->getZExtValue();
9392       unsigned InsertedIdx = cast<ConstantInt>(IdxOp)->getZExtValue();
9393       
9394       if (ExtractedIdx >= NumVectorElts) // Out of range extract.
9395         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);
9396       
9397       if (InsertedIdx >= NumVectorElts)  // Out of range insert.
9398         return ReplaceInstUsesWith(IE, UndefValue::get(IE.getType()));
9399       
9400       // If we are extracting a value from a vector, then inserting it right
9401       // back into the same place, just use the input vector.
9402       if (EI->getOperand(0) == VecOp && ExtractedIdx == InsertedIdx)
9403         return ReplaceInstUsesWith(IE, VecOp);      
9404       
9405       // We could theoretically do this for ANY input.  However, doing so could
9406       // turn chains of insertelement instructions into a chain of shufflevector
9407       // instructions, and right now we do not merge shufflevectors.  As such,
9408       // only do this in a situation where it is clear that there is benefit.
9409       if (isa<UndefValue>(VecOp) || isa<ConstantAggregateZero>(VecOp)) {
9410         // Turn this into shuffle(EIOp0, VecOp, Mask).  The result has all of
9411         // the values of VecOp, except then one read from EIOp0.
9412         // Build a new shuffle mask.
9413         std::vector<Constant*> Mask;
9414         if (isa<UndefValue>(VecOp))
9415           Mask.assign(NumVectorElts, UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9416         else {
9417           assert(isa<ConstantAggregateZero>(VecOp) && "Unknown thing");
9418           Mask.assign(NumVectorElts, ConstantInt::get(Type::Int32Ty,
9419                                                        NumVectorElts));
9420         } 
9421         Mask[InsertedIdx] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, ExtractedIdx);
9422         return new ShuffleVectorInst(EI->getOperand(0), VecOp,
9423                                      ConstantVector::get(Mask));
9424       }
9425       
9426       // If this insertelement isn't used by some other insertelement, turn it
9427       // (and any insertelements it points to), into one big shuffle.
9428       if (!IE.hasOneUse() || !isa<InsertElementInst>(IE.use_back())) {
9429         std::vector<Constant*> Mask;
9430         Value *RHS = 0;
9431         Value *LHS = CollectShuffleElements(&IE, Mask, RHS);
9432         if (RHS == 0) RHS = UndefValue::get(LHS->getType());
9433         // We now have a shuffle of LHS, RHS, Mask.
9434         return new ShuffleVectorInst(LHS, RHS, ConstantVector::get(Mask));
9435       }
9436     }
9437   }
9438
9439   return 0;
9440 }
9441
9442
9443 Instruction *InstCombiner::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &SVI) {
9444   Value *LHS = SVI.getOperand(0);
9445   Value *RHS = SVI.getOperand(1);
9446   std::vector<unsigned> Mask = getShuffleMask(&SVI);
9447
9448   bool MadeChange = false;
9449   
9450   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
9451   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(2)))
9452     return ReplaceInstUsesWith(SVI, UndefValue::get(SVI.getType()));
9453   
9454   // If we have shuffle(x, undef, mask) and any elements of mask refer to
9455   // the undef, change them to undefs.
9456   if (isa<UndefValue>(SVI.getOperand(1))) {
9457     // Scan to see if there are any references to the RHS.  If so, replace them
9458     // with undef element refs and set MadeChange to true.
9459     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
9460       if (Mask[i] >= e && Mask[i] != 2*e) {
9461         Mask[i] = 2*e;
9462         MadeChange = true;
9463       }
9464     }
9465     
9466     if (MadeChange) {
9467       // Remap any references to RHS to use LHS.
9468       std::vector<Constant*> Elts;
9469       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
9470         if (Mask[i] == 2*e)
9471           Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9472         else
9473           Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
9474       }
9475       SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
9476     }
9477   }
9478   
9479   // Canonicalize shuffle(x    ,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask')
9480   // Canonicalize shuffle(undef,x,mask) -> shuffle(x, undef,mask').
9481   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(LHS)) {
9482     if (isa<UndefValue>(LHS) && LHS == RHS) {
9483       // shuffle(undef,undef,mask) -> undef.
9484       return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
9485     }
9486     
9487     // Remap any references to RHS to use LHS.
9488     std::vector<Constant*> Elts;
9489     for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
9490       if (Mask[i] >= 2*e)
9491         Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9492       else {
9493         if ((Mask[i] >= e && isa<UndefValue>(RHS)) ||
9494             (Mask[i] <  e && isa<UndefValue>(LHS)))
9495           Mask[i] = 2*e;     // Turn into undef.
9496         else
9497           Mask[i] &= (e-1);  // Force to LHS.
9498         Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Mask[i]));
9499       }
9500     }
9501     SVI.setOperand(0, SVI.getOperand(1));
9502     SVI.setOperand(1, UndefValue::get(RHS->getType()));
9503     SVI.setOperand(2, ConstantVector::get(Elts));
9504     LHS = SVI.getOperand(0);
9505     RHS = SVI.getOperand(1);
9506     MadeChange = true;
9507   }
9508   
9509   // Analyze the shuffle, are the LHS or RHS and identity shuffles?
9510   bool isLHSID = true, isRHSID = true;
9511     
9512   for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i) {
9513     if (Mask[i] >= e*2) continue;  // Ignore undef values.
9514     // Is this an identity shuffle of the LHS value?
9515     isLHSID &= (Mask[i] == i);
9516       
9517     // Is this an identity shuffle of the RHS value?
9518     isRHSID &= (Mask[i]-e == i);
9519   }
9520
9521   // Eliminate identity shuffles.
9522   if (isLHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, LHS);
9523   if (isRHSID) return ReplaceInstUsesWith(SVI, RHS);
9524   
9525   // If the LHS is a shufflevector itself, see if we can combine it with this
9526   // one without producing an unusual shuffle.  Here we are really conservative:
9527   // we are absolutely afraid of producing a shuffle mask not in the input
9528   // program, because the code gen may not be smart enough to turn a merged
9529   // shuffle into two specific shuffles: it may produce worse code.  As such,
9530   // we only merge two shuffles if the result is one of the two input shuffle
9531   // masks.  In this case, merging the shuffles just removes one instruction,
9532   // which we know is safe.  This is good for things like turning:
9533   // (splat(splat)) -> splat.
9534   if (ShuffleVectorInst *LHSSVI = dyn_cast<ShuffleVectorInst>(LHS)) {
9535     if (isa<UndefValue>(RHS)) {
9536       std::vector<unsigned> LHSMask = getShuffleMask(LHSSVI);
9537
9538       std::vector<unsigned> NewMask;
9539       for (unsigned i = 0, e = Mask.size(); i != e; ++i)
9540         if (Mask[i] >= 2*e)
9541           NewMask.push_back(2*e);
9542         else
9543           NewMask.push_back(LHSMask[Mask[i]]);
9544       
9545       // If the result mask is equal to the src shuffle or this shuffle mask, do
9546       // the replacement.
9547       if (NewMask == LHSMask || NewMask == Mask) {
9548         std::vector<Constant*> Elts;
9549         for (unsigned i = 0, e = NewMask.size(); i != e; ++i) {
9550           if (NewMask[i] >= e*2) {
9551             Elts.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
9552           } else {
9553             Elts.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, NewMask[i]));
9554           }
9555         }
9556         return new ShuffleVectorInst(LHSSVI->getOperand(0),
9557                                      LHSSVI->getOperand(1),
9558                                      ConstantVector::get(Elts));
9559       }
9560     }
9561   }
9562
9563   return MadeChange ? &SVI : 0;
9564 }
9565
9566
9567
9568
9569 /// TryToSinkInstruction - Try to move the specified instruction from its
9570 /// current block into the beginning of DestBlock, which can only happen if it's
9571 /// safe to move the instruction past all of the instructions between it and the
9572 /// end of its block.
9573 static bool TryToSinkInstruction(Instruction *I, BasicBlock *DestBlock) {
9574   assert(I->hasOneUse() && "Invariants didn't hold!");
9575
9576   // Cannot move control-flow-involving, volatile loads, vaarg, etc.
9577   if (isa<PHINode>(I) || I->mayWriteToMemory()) return false;
9578
9579   // Do not sink alloca instructions out of the entry block.
9580   if (isa<AllocaInst>(I) && I->getParent() ==
9581         &DestBlock->getParent()->getEntryBlock())
9582     return false;
9583
9584   // We can only sink load instructions if there is nothing between the load and
9585   // the end of block that could change the value.
9586   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
9587     for (BasicBlock::iterator Scan = LI, E = LI->getParent()->end();
9588          Scan != E; ++Scan)
9589       if (Scan->mayWriteToMemory())
9590         return false;
9591   }
9592
9593   BasicBlock::iterator InsertPos = DestBlock->begin();
9594   while (isa<PHINode>(InsertPos)) ++InsertPos;
9595
9596   I->moveBefore(InsertPos);
9597   ++NumSunkInst;
9598   return true;
9599 }
9600
9601
9602 /// AddReachableCodeToWorklist - Walk the function in depth-first order, adding
9603 /// all reachable code to the worklist.
9604 ///
9605 /// This has a couple of tricks to make the code faster and more powerful.  In
9606 /// particular, we constant fold and DCE instructions as we go, to avoid adding
9607 /// them to the worklist (this significantly speeds up instcombine on code where
9608 /// many instructions are dead or constant).  Additionally, if we find a branch
9609 /// whose condition is a known constant, we only visit the reachable successors.
9610 ///
9611 static void AddReachableCodeToWorklist(BasicBlock *BB, 
9612                                        SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> &Visited,
9613                                        InstCombiner &IC,
9614                                        const TargetData *TD) {
9615   std::vector<BasicBlock*> Worklist;
9616   Worklist.push_back(BB);
9617
9618   while (!Worklist.empty()) {
9619     BB = Worklist.back();
9620     Worklist.pop_back();
9621     
9622     // We have now visited this block!  If we've already been here, ignore it.
9623     if (!Visited.insert(BB)) continue;
9624     
9625     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
9626       Instruction *Inst = BBI++;
9627       
9628       // DCE instruction if trivially dead.
9629       if (isInstructionTriviallyDead(Inst)) {
9630         ++NumDeadInst;
9631         DOUT << "IC: DCE: " << *Inst;
9632         Inst->eraseFromParent();
9633         continue;
9634       }
9635       
9636       // ConstantProp instruction if trivially constant.
9637       if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(Inst, TD)) {
9638         DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *Inst;
9639         Inst->replaceAllUsesWith(C);
9640         ++NumConstProp;
9641         Inst->eraseFromParent();
9642         continue;
9643       }
9644       
9645       IC.AddToWorkList(Inst);
9646     }
9647
9648     // Recursively visit successors.  If this is a branch or switch on a
9649     // constant, only visit the reachable successor.
9650     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
9651     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
9652       if (BI->isConditional() && isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
9653         bool CondVal = cast<ConstantInt>(BI->getCondition())->getZExtValue();
9654         Worklist.push_back(BI->getSuccessor(!CondVal));
9655         continue;
9656       }
9657     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
9658       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
9659         // See if this is an explicit destination.
9660         for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
9661           if (SI->getCaseValue(i) == Cond) {
9662             Worklist.push_back(SI->getSuccessor(i));
9663             continue;
9664           }
9665         
9666         // Otherwise it is the default destination.
9667         Worklist.push_back(SI->getSuccessor(0));
9668         continue;
9669       }
9670     }
9671     
9672     for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
9673       Worklist.push_back(TI->getSuccessor(i));
9674   }
9675 }
9676
9677 bool InstCombiner::DoOneIteration(Function &F, unsigned Iteration) {
9678   bool Changed = false;
9679   TD = &getAnalysis<TargetData>();
9680   
9681   DEBUG(DOUT << "\n\nINSTCOMBINE ITERATION #" << Iteration << " on "
9682              << F.getNameStr() << "\n");
9683
9684   {
9685     // Do a depth-first traversal of the function, populate the worklist with
9686     // the reachable instructions.  Ignore blocks that are not reachable.  Keep
9687     // track of which blocks we visit.
9688     SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
9689     AddReachableCodeToWorklist(F.begin(), Visited, *this, TD);
9690
9691     // Do a quick scan over the function.  If we find any blocks that are
9692     // unreachable, remove any instructions inside of them.  This prevents
9693     // the instcombine code from having to deal with some bad special cases.
9694     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
9695       if (!Visited.count(BB)) {
9696         Instruction *Term = BB->getTerminator();
9697         while (Term != BB->begin()) {   // Remove instrs bottom-up
9698           BasicBlock::iterator I = Term; --I;
9699
9700           DOUT << "IC: DCE: " << *I;
9701           ++NumDeadInst;
9702
9703           if (!I->use_empty())
9704             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
9705           I->eraseFromParent();
9706         }
9707       }
9708   }
9709
9710   while (!Worklist.empty()) {
9711     Instruction *I = RemoveOneFromWorkList();
9712     if (I == 0) continue;  // skip null values.
9713
9714     // Check to see if we can DCE the instruction.
9715     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
9716       // Add operands to the worklist.
9717       if (I->getNumOperands() < 4)
9718         AddUsesToWorkList(*I);
9719       ++NumDeadInst;
9720
9721       DOUT << "IC: DCE: " << *I;
9722
9723       I->eraseFromParent();
9724       RemoveFromWorkList(I);
9725       continue;
9726     }
9727
9728     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it.
9729     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I, TD)) {
9730       DOUT << "IC: ConstFold to: " << *C << " from: " << *I;
9731
9732       // Add operands to the worklist.
9733       AddUsesToWorkList(*I);
9734       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
9735
9736       ++NumConstProp;
9737       I->eraseFromParent();
9738       RemoveFromWorkList(I);
9739       continue;
9740     }
9741
9742     // See if we can trivially sink this instruction to a successor basic block.
9743     if (I->hasOneUse()) {
9744       BasicBlock *BB = I->getParent();
9745       BasicBlock *UserParent = cast<Instruction>(I->use_back())->getParent();
9746       if (UserParent != BB) {
9747         bool UserIsSuccessor = false;
9748         // See if the user is one of our successors.
9749         for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
9750           if (*SI == UserParent) {
9751             UserIsSuccessor = true;
9752             break;
9753           }
9754
9755         // If the user is one of our immediate successors, and if that successor
9756         // only has us as a predecessors (we'd have to split the critical edge
9757         // otherwise), we can keep going.
9758         if (UserIsSuccessor && !isa<PHINode>(I->use_back()) &&
9759             next(pred_begin(UserParent)) == pred_end(UserParent))
9760           // Okay, the CFG is simple enough, try to sink this instruction.
9761           Changed |= TryToSinkInstruction(I, UserParent);
9762       }
9763     }
9764
9765     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
9766 #ifndef NDEBUG
9767     std::string OrigI;
9768 #endif
9769     DEBUG(std::ostringstream SS; I->print(SS); OrigI = SS.str(););
9770     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
9771       ++NumCombined;
9772       // Should we replace the old instruction with a new one?
9773       if (Result != I) {
9774         DOUT << "IC: Old = " << *I
9775              << "    New = " << *Result;
9776
9777         // Everything uses the new instruction now.
9778         I->replaceAllUsesWith(Result);
9779
9780         // Push the new instruction and any users onto the worklist.
9781         AddToWorkList(Result);
9782         AddUsersToWorkList(*Result);
9783
9784         // Move the name to the new instruction first.
9785         Result->takeName(I);
9786
9787         // Insert the new instruction into the basic block...
9788         BasicBlock *InstParent = I->getParent();
9789         BasicBlock::iterator InsertPos = I;
9790
9791         if (!isa<PHINode>(Result))        // If combining a PHI, don't insert
9792           while (isa<PHINode>(InsertPos)) // middle of a block of PHIs.
9793             ++InsertPos;
9794
9795         InstParent->getInstList().insert(InsertPos, Result);
9796
9797         // Make sure that we reprocess all operands now that we reduced their
9798         // use counts.
9799         AddUsesToWorkList(*I);
9800
9801         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
9802         // we do not process an instruction that has been deleted.
9803         RemoveFromWorkList(I);
9804
9805         // Erase the old instruction.
9806         InstParent->getInstList().erase(I);
9807       } else {
9808 #ifndef NDEBUG
9809         DOUT << "IC: Mod = " << OrigI
9810              << "    New = " << *I;
9811 #endif
9812
9813         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
9814         // if so, remove it.
9815         if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
9816           // Make sure we process all operands now that we are reducing their
9817           // use counts.
9818           AddUsesToWorkList(*I);
9819
9820           // Instructions may end up in the worklist more than once.  Erase all
9821           // occurrences of this instruction.
9822           RemoveFromWorkList(I);
9823           I->eraseFromParent();
9824         } else {
9825           AddToWorkList(I);
9826           AddUsersToWorkList(*I);
9827         }
9828       }
9829       Changed = true;
9830     }
9831   }
9832
9833   assert(WorklistMap.empty() && "Worklist empty, but map not?");
9834   return Changed;
9835 }
9836
9837
9838 bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
9839   MustPreserveLCSSA = mustPreserveAnalysisID(LCSSAID);
9840   
9841   bool EverMadeChange = false;
9842
9843   // Iterate while there is work to do.
9844   unsigned Iteration = 0;
9845   while (DoOneIteration(F, Iteration++)) 
9846     EverMadeChange = true;
9847   return EverMadeChange;
9848 }
9849
9850 FunctionPass *llvm::createInstructionCombiningPass() {
9851   return new InstCombiner();
9852 }
9853