Add a constant folding of casts from zero to zero. Fixes PR9011!
[oota-llvm.git] / lib / VMCore / ConstantFold.cpp
1 //===- ConstantFold.cpp - LLVM constant folder ----------------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements folding of constants for LLVM.  This implements the
11 // (internal) ConstantFold.h interface, which is used by the
12 // ConstantExpr::get* methods to automatically fold constants when possible.
13 //
14 // The current constant folding implementation is implemented in two pieces: the
15 // pieces that don't need TargetData, and the pieces that do. This is to avoid
16 // a dependence in VMCore on Target.
17 //
18 //===----------------------------------------------------------------------===//
19
20 #include "ConstantFold.h"
21 #include "llvm/Constants.h"
22 #include "llvm/Instructions.h"
23 #include "llvm/DerivedTypes.h"
24 #include "llvm/Function.h"
25 #include "llvm/GlobalAlias.h"
26 #include "llvm/GlobalVariable.h"
27 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
28 #include "llvm/Support/Compiler.h"
29 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
30 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
31 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
32 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
33 #include <limits>
34 using namespace llvm;
35
36 //===----------------------------------------------------------------------===//
37 //                ConstantFold*Instruction Implementations
38 //===----------------------------------------------------------------------===//
39
40 /// BitCastConstantVector - Convert the specified ConstantVector node to the
41 /// specified vector type.  At this point, we know that the elements of the
42 /// input vector constant are all simple integer or FP values.
43 static Constant *BitCastConstantVector(ConstantVector *CV,
44                                        const VectorType *DstTy) {
45   // If this cast changes element count then we can't handle it here:
46   // doing so requires endianness information.  This should be handled by
47   // Analysis/ConstantFolding.cpp
48   unsigned NumElts = DstTy->getNumElements();
49   if (NumElts != CV->getNumOperands())
50     return 0;
51
52   // Check to verify that all elements of the input are simple.
53   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
54     if (!isa<ConstantInt>(CV->getOperand(i)) &&
55         !isa<ConstantFP>(CV->getOperand(i)))
56       return 0;
57   }
58
59   // Bitcast each element now.
60   std::vector<Constant*> Result;
61   const Type *DstEltTy = DstTy->getElementType();
62   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
63     Result.push_back(ConstantExpr::getBitCast(CV->getOperand(i),
64                                                     DstEltTy));
65   return ConstantVector::get(Result);
66 }
67
68 /// This function determines which opcode to use to fold two constant cast 
69 /// expressions together. It uses CastInst::isEliminableCastPair to determine
70 /// the opcode. Consequently its just a wrapper around that function.
71 /// @brief Determine if it is valid to fold a cast of a cast
72 static unsigned
73 foldConstantCastPair(
74   unsigned opc,          ///< opcode of the second cast constant expression
75   ConstantExpr *Op,      ///< the first cast constant expression
76   const Type *DstTy      ///< desintation type of the first cast
77 ) {
78   assert(Op && Op->isCast() && "Can't fold cast of cast without a cast!");
79   assert(DstTy && DstTy->isFirstClassType() && "Invalid cast destination type");
80   assert(CastInst::isCast(opc) && "Invalid cast opcode");
81
82   // The the types and opcodes for the two Cast constant expressions
83   const Type *SrcTy = Op->getOperand(0)->getType();
84   const Type *MidTy = Op->getType();
85   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(Op->getOpcode());
86   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opc);
87
88   // Let CastInst::isEliminableCastPair do the heavy lifting.
89   return CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy, DstTy,
90                                         Type::getInt64Ty(DstTy->getContext()));
91 }
92
93 static Constant *FoldBitCast(Constant *V, const Type *DestTy) {
94   const Type *SrcTy = V->getType();
95   if (SrcTy == DestTy)
96     return V; // no-op cast
97
98   // Check to see if we are casting a pointer to an aggregate to a pointer to
99   // the first element.  If so, return the appropriate GEP instruction.
100   if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(V->getType()))
101     if (const PointerType *DPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy))
102       if (PTy->getAddressSpace() == DPTy->getAddressSpace()) {
103         SmallVector<Value*, 8> IdxList;
104         Value *Zero =
105           Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(DPTy->getContext()));
106         IdxList.push_back(Zero);
107         const Type *ElTy = PTy->getElementType();
108         while (ElTy != DPTy->getElementType()) {
109           if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ElTy)) {
110             if (STy->getNumElements() == 0) break;
111             ElTy = STy->getElementType(0);
112             IdxList.push_back(Zero);
113           } else if (const SequentialType *STy = 
114                      dyn_cast<SequentialType>(ElTy)) {
115             if (ElTy->isPointerTy()) break;  // Can't index into pointers!
116             ElTy = STy->getElementType();
117             IdxList.push_back(Zero);
118           } else {
119             break;
120           }
121         }
122
123         if (ElTy == DPTy->getElementType())
124           // This GEP is inbounds because all indices are zero.
125           return ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(V, &IdxList[0],
126                                                         IdxList.size());
127       }
128
129   // Handle casts from one vector constant to another.  We know that the src 
130   // and dest type have the same size (otherwise its an illegal cast).
131   if (const VectorType *DestPTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
132     if (const VectorType *SrcTy = dyn_cast<VectorType>(V->getType())) {
133       assert(DestPTy->getBitWidth() == SrcTy->getBitWidth() &&
134              "Not cast between same sized vectors!");
135       SrcTy = NULL;
136       // First, check for null.  Undef is already handled.
137       if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
138         return Constant::getNullValue(DestTy);
139
140       if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V))
141         return BitCastConstantVector(CV, DestPTy);
142     }
143
144     // Canonicalize scalar-to-vector bitcasts into vector-to-vector bitcasts
145     // This allows for other simplifications (although some of them
146     // can only be handled by Analysis/ConstantFolding.cpp).
147     if (isa<ConstantInt>(V) || isa<ConstantFP>(V))
148       return ConstantExpr::getBitCast(ConstantVector::get(&V, 1), DestPTy);
149   }
150
151   // Finally, implement bitcast folding now.   The code below doesn't handle
152   // bitcast right.
153   if (isa<ConstantPointerNull>(V))  // ptr->ptr cast.
154     return ConstantPointerNull::get(cast<PointerType>(DestTy));
155
156   // Handle integral constant input.
157   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
158     if (DestTy->isIntegerTy())
159       // Integral -> Integral. This is a no-op because the bit widths must
160       // be the same. Consequently, we just fold to V.
161       return V;
162
163     if (DestTy->isFloatingPointTy())
164       return ConstantFP::get(DestTy->getContext(),
165                              APFloat(CI->getValue(),
166                                      !DestTy->isPPC_FP128Ty()));
167
168     // Otherwise, can't fold this (vector?)
169     return 0;
170   }
171
172   // Handle ConstantFP input: FP -> Integral.
173   if (ConstantFP *FP = dyn_cast<ConstantFP>(V))
174     return ConstantInt::get(FP->getContext(),
175                             FP->getValueAPF().bitcastToAPInt());
176
177   return 0;
178 }
179
180
181 /// ExtractConstantBytes - V is an integer constant which only has a subset of
182 /// its bytes used.  The bytes used are indicated by ByteStart (which is the
183 /// first byte used, counting from the least significant byte) and ByteSize,
184 /// which is the number of bytes used.
185 ///
186 /// This function analyzes the specified constant to see if the specified byte
187 /// range can be returned as a simplified constant.  If so, the constant is
188 /// returned, otherwise null is returned.
189 /// 
190 static Constant *ExtractConstantBytes(Constant *C, unsigned ByteStart,
191                                       unsigned ByteSize) {
192   assert(C->getType()->isIntegerTy() &&
193          (cast<IntegerType>(C->getType())->getBitWidth() & 7) == 0 &&
194          "Non-byte sized integer input");
195   unsigned CSize = cast<IntegerType>(C->getType())->getBitWidth()/8;
196   assert(ByteSize && "Must be accessing some piece");
197   assert(ByteStart+ByteSize <= CSize && "Extracting invalid piece from input");
198   assert(ByteSize != CSize && "Should not extract everything");
199   
200   // Constant Integers are simple.
201   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
202     APInt V = CI->getValue();
203     if (ByteStart)
204       V = V.lshr(ByteStart*8);
205     V = V.trunc(ByteSize*8);
206     return ConstantInt::get(CI->getContext(), V);
207   }
208   
209   // In the input is a constant expr, we might be able to recursively simplify.
210   // If not, we definitely can't do anything.
211   ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
212   if (CE == 0) return 0;
213   
214   switch (CE->getOpcode()) {
215   default: return 0;
216   case Instruction::Or: {
217     Constant *RHS = ExtractConstantBytes(CE->getOperand(1), ByteStart,ByteSize);
218     if (RHS == 0)
219       return 0;
220     
221     // X | -1 -> -1.
222     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
223       if (RHSC->isAllOnesValue())
224         return RHSC;
225     
226     Constant *LHS = ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart,ByteSize);
227     if (LHS == 0)
228       return 0;
229     return ConstantExpr::getOr(LHS, RHS);
230   }
231   case Instruction::And: {
232     Constant *RHS = ExtractConstantBytes(CE->getOperand(1), ByteStart,ByteSize);
233     if (RHS == 0)
234       return 0;
235     
236     // X & 0 -> 0.
237     if (RHS->isNullValue())
238       return RHS;
239     
240     Constant *LHS = ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart,ByteSize);
241     if (LHS == 0)
242       return 0;
243     return ConstantExpr::getAnd(LHS, RHS);
244   }
245   case Instruction::LShr: {
246     ConstantInt *Amt = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(1));
247     if (Amt == 0)
248       return 0;
249     unsigned ShAmt = Amt->getZExtValue();
250     // Cannot analyze non-byte shifts.
251     if ((ShAmt & 7) != 0)
252       return 0;
253     ShAmt >>= 3;
254     
255     // If the extract is known to be all zeros, return zero.
256     if (ByteStart >= CSize-ShAmt)
257       return Constant::getNullValue(IntegerType::get(CE->getContext(),
258                                                      ByteSize*8));
259     // If the extract is known to be fully in the input, extract it.
260     if (ByteStart+ByteSize+ShAmt <= CSize)
261       return ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart+ShAmt, ByteSize);
262     
263     // TODO: Handle the 'partially zero' case.
264     return 0;
265   }
266     
267   case Instruction::Shl: {
268     ConstantInt *Amt = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(1));
269     if (Amt == 0)
270       return 0;
271     unsigned ShAmt = Amt->getZExtValue();
272     // Cannot analyze non-byte shifts.
273     if ((ShAmt & 7) != 0)
274       return 0;
275     ShAmt >>= 3;
276     
277     // If the extract is known to be all zeros, return zero.
278     if (ByteStart+ByteSize <= ShAmt)
279       return Constant::getNullValue(IntegerType::get(CE->getContext(),
280                                                      ByteSize*8));
281     // If the extract is known to be fully in the input, extract it.
282     if (ByteStart >= ShAmt)
283       return ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart-ShAmt, ByteSize);
284     
285     // TODO: Handle the 'partially zero' case.
286     return 0;
287   }
288       
289   case Instruction::ZExt: {
290     unsigned SrcBitSize =
291       cast<IntegerType>(CE->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
292     
293     // If extracting something that is completely zero, return 0.
294     if (ByteStart*8 >= SrcBitSize)
295       return Constant::getNullValue(IntegerType::get(CE->getContext(),
296                                                      ByteSize*8));
297
298     // If exactly extracting the input, return it.
299     if (ByteStart == 0 && ByteSize*8 == SrcBitSize)
300       return CE->getOperand(0);
301     
302     // If extracting something completely in the input, if if the input is a
303     // multiple of 8 bits, recurse.
304     if ((SrcBitSize&7) == 0 && (ByteStart+ByteSize)*8 <= SrcBitSize)
305       return ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart, ByteSize);
306       
307     // Otherwise, if extracting a subset of the input, which is not multiple of
308     // 8 bits, do a shift and trunc to get the bits.
309     if ((ByteStart+ByteSize)*8 < SrcBitSize) {
310       assert((SrcBitSize&7) && "Shouldn't get byte sized case here");
311       Constant *Res = CE->getOperand(0);
312       if (ByteStart)
313         Res = ConstantExpr::getLShr(Res, 
314                                  ConstantInt::get(Res->getType(), ByteStart*8));
315       return ConstantExpr::getTrunc(Res, IntegerType::get(C->getContext(),
316                                                           ByteSize*8));
317     }
318     
319     // TODO: Handle the 'partially zero' case.
320     return 0;
321   }
322   }
323 }
324
325 /// getFoldedSizeOf - Return a ConstantExpr with type DestTy for sizeof
326 /// on Ty, with any known factors factored out. If Folded is false,
327 /// return null if no factoring was possible, to avoid endlessly
328 /// bouncing an unfoldable expression back into the top-level folder.
329 ///
330 static Constant *getFoldedSizeOf(const Type *Ty, const Type *DestTy,
331                                  bool Folded) {
332   if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
333     Constant *N = ConstantInt::get(DestTy, ATy->getNumElements());
334     Constant *E = getFoldedSizeOf(ATy->getElementType(), DestTy, true);
335     return ConstantExpr::getNUWMul(E, N);
336   }
337
338   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty))
339     if (!STy->isPacked()) {
340       unsigned NumElems = STy->getNumElements();
341       // An empty struct has size zero.
342       if (NumElems == 0)
343         return ConstantExpr::getNullValue(DestTy);
344       // Check for a struct with all members having the same size.
345       Constant *MemberSize =
346         getFoldedSizeOf(STy->getElementType(0), DestTy, true);
347       bool AllSame = true;
348       for (unsigned i = 1; i != NumElems; ++i)
349         if (MemberSize !=
350             getFoldedSizeOf(STy->getElementType(i), DestTy, true)) {
351           AllSame = false;
352           break;
353         }
354       if (AllSame) {
355         Constant *N = ConstantInt::get(DestTy, NumElems);
356         return ConstantExpr::getNUWMul(MemberSize, N);
357       }
358     }
359
360   // Pointer size doesn't depend on the pointee type, so canonicalize them
361   // to an arbitrary pointee.
362   if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty))
363     if (!PTy->getElementType()->isIntegerTy(1))
364       return
365         getFoldedSizeOf(PointerType::get(IntegerType::get(PTy->getContext(), 1),
366                                          PTy->getAddressSpace()),
367                         DestTy, true);
368
369   // If there's no interesting folding happening, bail so that we don't create
370   // a constant that looks like it needs folding but really doesn't.
371   if (!Folded)
372     return 0;
373
374   // Base case: Get a regular sizeof expression.
375   Constant *C = ConstantExpr::getSizeOf(Ty);
376   C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
377                                                     DestTy, false),
378                             C, DestTy);
379   return C;
380 }
381
382 /// getFoldedAlignOf - Return a ConstantExpr with type DestTy for alignof
383 /// on Ty, with any known factors factored out. If Folded is false,
384 /// return null if no factoring was possible, to avoid endlessly
385 /// bouncing an unfoldable expression back into the top-level folder.
386 ///
387 static Constant *getFoldedAlignOf(const Type *Ty, const Type *DestTy,
388                                   bool Folded) {
389   // The alignment of an array is equal to the alignment of the
390   // array element. Note that this is not always true for vectors.
391   if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
392     Constant *C = ConstantExpr::getAlignOf(ATy->getElementType());
393     C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
394                                                       DestTy,
395                                                       false),
396                               C, DestTy);
397     return C;
398   }
399
400   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
401     // Packed structs always have an alignment of 1.
402     if (STy->isPacked())
403       return ConstantInt::get(DestTy, 1);
404
405     // Otherwise, struct alignment is the maximum alignment of any member.
406     // Without target data, we can't compare much, but we can check to see
407     // if all the members have the same alignment.
408     unsigned NumElems = STy->getNumElements();
409     // An empty struct has minimal alignment.
410     if (NumElems == 0)
411       return ConstantInt::get(DestTy, 1);
412     // Check for a struct with all members having the same alignment.
413     Constant *MemberAlign =
414       getFoldedAlignOf(STy->getElementType(0), DestTy, true);
415     bool AllSame = true;
416     for (unsigned i = 1; i != NumElems; ++i)
417       if (MemberAlign != getFoldedAlignOf(STy->getElementType(i), DestTy, true)) {
418         AllSame = false;
419         break;
420       }
421     if (AllSame)
422       return MemberAlign;
423   }
424
425   // Pointer alignment doesn't depend on the pointee type, so canonicalize them
426   // to an arbitrary pointee.
427   if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty))
428     if (!PTy->getElementType()->isIntegerTy(1))
429       return
430         getFoldedAlignOf(PointerType::get(IntegerType::get(PTy->getContext(),
431                                                            1),
432                                           PTy->getAddressSpace()),
433                          DestTy, true);
434
435   // If there's no interesting folding happening, bail so that we don't create
436   // a constant that looks like it needs folding but really doesn't.
437   if (!Folded)
438     return 0;
439
440   // Base case: Get a regular alignof expression.
441   Constant *C = ConstantExpr::getAlignOf(Ty);
442   C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
443                                                     DestTy, false),
444                             C, DestTy);
445   return C;
446 }
447
448 /// getFoldedOffsetOf - Return a ConstantExpr with type DestTy for offsetof
449 /// on Ty and FieldNo, with any known factors factored out. If Folded is false,
450 /// return null if no factoring was possible, to avoid endlessly
451 /// bouncing an unfoldable expression back into the top-level folder.
452 ///
453 static Constant *getFoldedOffsetOf(const Type *Ty, Constant *FieldNo,
454                                    const Type *DestTy,
455                                    bool Folded) {
456   if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
457     Constant *N = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(FieldNo, false,
458                                                                 DestTy, false),
459                                         FieldNo, DestTy);
460     Constant *E = getFoldedSizeOf(ATy->getElementType(), DestTy, true);
461     return ConstantExpr::getNUWMul(E, N);
462   }
463
464   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty))
465     if (!STy->isPacked()) {
466       unsigned NumElems = STy->getNumElements();
467       // An empty struct has no members.
468       if (NumElems == 0)
469         return 0;
470       // Check for a struct with all members having the same size.
471       Constant *MemberSize =
472         getFoldedSizeOf(STy->getElementType(0), DestTy, true);
473       bool AllSame = true;
474       for (unsigned i = 1; i != NumElems; ++i)
475         if (MemberSize !=
476             getFoldedSizeOf(STy->getElementType(i), DestTy, true)) {
477           AllSame = false;
478           break;
479         }
480       if (AllSame) {
481         Constant *N = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(FieldNo,
482                                                                     false,
483                                                                     DestTy,
484                                                                     false),
485                                             FieldNo, DestTy);
486         return ConstantExpr::getNUWMul(MemberSize, N);
487       }
488     }
489
490   // If there's no interesting folding happening, bail so that we don't create
491   // a constant that looks like it needs folding but really doesn't.
492   if (!Folded)
493     return 0;
494
495   // Base case: Get a regular offsetof expression.
496   Constant *C = ConstantExpr::getOffsetOf(Ty, FieldNo);
497   C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
498                                                     DestTy, false),
499                             C, DestTy);
500   return C;
501 }
502
503 Constant *llvm::ConstantFoldCastInstruction(unsigned opc, Constant *V,
504                                             const Type *DestTy) {
505   if (isa<UndefValue>(V)) {
506     // zext(undef) = 0, because the top bits will be zero.
507     // sext(undef) = 0, because the top bits will all be the same.
508     // [us]itofp(undef) = 0, because the result value is bounded.
509     if (opc == Instruction::ZExt || opc == Instruction::SExt ||
510         opc == Instruction::UIToFP || opc == Instruction::SIToFP)
511       return Constant::getNullValue(DestTy);
512     return UndefValue::get(DestTy);
513   }
514
515   // No compile-time operations on this type yet.
516   if (V->getType()->isPPC_FP128Ty() || DestTy->isPPC_FP128Ty())
517     return 0;
518
519   if (V->isNullValue() && !DestTy->isX86_MMXTy())
520     return Constant::getNullValue(DestTy);
521
522   // If the cast operand is a constant expression, there's a few things we can
523   // do to try to simplify it.
524   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
525     if (CE->isCast()) {
526       // Try hard to fold cast of cast because they are often eliminable.
527       if (unsigned newOpc = foldConstantCastPair(opc, CE, DestTy))
528         return ConstantExpr::getCast(newOpc, CE->getOperand(0), DestTy);
529     } else if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
530       // If all of the indexes in the GEP are null values, there is no pointer
531       // adjustment going on.  We might as well cast the source pointer.
532       bool isAllNull = true;
533       for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
534         if (!CE->getOperand(i)->isNullValue()) {
535           isAllNull = false;
536           break;
537         }
538       if (isAllNull)
539         // This is casting one pointer type to another, always BitCast
540         return ConstantExpr::getPointerCast(CE->getOperand(0), DestTy);
541     }
542   }
543
544   // If the cast operand is a constant vector, perform the cast by
545   // operating on each element. In the cast of bitcasts, the element
546   // count may be mismatched; don't attempt to handle that here.
547   if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V))
548     if (DestTy->isVectorTy() &&
549         cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
550         CV->getType()->getNumElements()) {
551       std::vector<Constant*> res;
552       const VectorType *DestVecTy = cast<VectorType>(DestTy);
553       const Type *DstEltTy = DestVecTy->getElementType();
554       for (unsigned i = 0, e = CV->getType()->getNumElements(); i != e; ++i)
555         res.push_back(ConstantExpr::getCast(opc,
556                                             CV->getOperand(i), DstEltTy));
557       return ConstantVector::get(DestVecTy, res);
558     }
559
560   // We actually have to do a cast now. Perform the cast according to the
561   // opcode specified.
562   switch (opc) {
563   default:
564     llvm_unreachable("Failed to cast constant expression");
565   case Instruction::FPTrunc:
566   case Instruction::FPExt:
567     if (ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
568       bool ignored;
569       APFloat Val = FPC->getValueAPF();
570       Val.convert(DestTy->isFloatTy() ? APFloat::IEEEsingle :
571                   DestTy->isDoubleTy() ? APFloat::IEEEdouble :
572                   DestTy->isX86_FP80Ty() ? APFloat::x87DoubleExtended :
573                   DestTy->isFP128Ty() ? APFloat::IEEEquad :
574                   APFloat::Bogus,
575                   APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored);
576       return ConstantFP::get(V->getContext(), Val);
577     }
578     return 0; // Can't fold.
579   case Instruction::FPToUI: 
580   case Instruction::FPToSI:
581     if (ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
582       const APFloat &V = FPC->getValueAPF();
583       bool ignored;
584       uint64_t x[2]; 
585       uint32_t DestBitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
586       (void) V.convertToInteger(x, DestBitWidth, opc==Instruction::FPToSI,
587                                 APFloat::rmTowardZero, &ignored);
588       APInt Val(DestBitWidth, 2, x);
589       return ConstantInt::get(FPC->getContext(), Val);
590     }
591     return 0; // Can't fold.
592   case Instruction::IntToPtr:   //always treated as unsigned
593     if (V->isNullValue())       // Is it an integral null value?
594       return ConstantPointerNull::get(cast<PointerType>(DestTy));
595     return 0;                   // Other pointer types cannot be casted
596   case Instruction::PtrToInt:   // always treated as unsigned
597     // Is it a null pointer value?
598     if (V->isNullValue())
599       return ConstantInt::get(DestTy, 0);
600     // If this is a sizeof-like expression, pull out multiplications by
601     // known factors to expose them to subsequent folding. If it's an
602     // alignof-like expression, factor out known factors.
603     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
604       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr &&
605           CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
606         const Type *Ty =
607           cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType())->getElementType();
608         if (CE->getNumOperands() == 2) {
609           // Handle a sizeof-like expression.
610           Constant *Idx = CE->getOperand(1);
611           bool isOne = isa<ConstantInt>(Idx) && cast<ConstantInt>(Idx)->isOne();
612           if (Constant *C = getFoldedSizeOf(Ty, DestTy, !isOne)) {
613             Idx = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(Idx, true,
614                                                                 DestTy, false),
615                                         Idx, DestTy);
616             return ConstantExpr::getMul(C, Idx);
617           }
618         } else if (CE->getNumOperands() == 3 &&
619                    CE->getOperand(1)->isNullValue()) {
620           // Handle an alignof-like expression.
621           if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty))
622             if (!STy->isPacked()) {
623               ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(CE->getOperand(2));
624               if (CI->isOne() &&
625                   STy->getNumElements() == 2 &&
626                   STy->getElementType(0)->isIntegerTy(1)) {
627                 return getFoldedAlignOf(STy->getElementType(1), DestTy, false);
628               }
629             }
630           // Handle an offsetof-like expression.
631           if (Ty->isStructTy() || Ty->isArrayTy()) {
632             if (Constant *C = getFoldedOffsetOf(Ty, CE->getOperand(2),
633                                                 DestTy, false))
634               return C;
635           }
636         }
637       }
638     // Other pointer types cannot be casted
639     return 0;
640   case Instruction::UIToFP:
641   case Instruction::SIToFP:
642     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
643       APInt api = CI->getValue();
644       APFloat apf(APInt::getNullValue(DestTy->getPrimitiveSizeInBits()), true);
645       (void)apf.convertFromAPInt(api, 
646                                  opc==Instruction::SIToFP,
647                                  APFloat::rmNearestTiesToEven);
648       return ConstantFP::get(V->getContext(), apf);
649     }
650     return 0;
651   case Instruction::ZExt:
652     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
653       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
654       return ConstantInt::get(V->getContext(),
655                               CI->getValue().zext(BitWidth));
656     }
657     return 0;
658   case Instruction::SExt:
659     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
660       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
661       return ConstantInt::get(V->getContext(),
662                               CI->getValue().sext(BitWidth));
663     }
664     return 0;
665   case Instruction::Trunc: {
666     uint32_t DestBitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
667     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
668       return ConstantInt::get(V->getContext(),
669                               CI->getValue().trunc(DestBitWidth));
670     }
671     
672     // The input must be a constantexpr.  See if we can simplify this based on
673     // the bytes we are demanding.  Only do this if the source and dest are an
674     // even multiple of a byte.
675     if ((DestBitWidth & 7) == 0 &&
676         (cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth() & 7) == 0)
677       if (Constant *Res = ExtractConstantBytes(V, 0, DestBitWidth / 8))
678         return Res;
679       
680     return 0;
681   }
682   case Instruction::BitCast:
683     return FoldBitCast(V, DestTy);
684   }
685 }
686
687 Constant *llvm::ConstantFoldSelectInstruction(Constant *Cond,
688                                               Constant *V1, Constant *V2) {
689   if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(Cond))
690     return CB->getZExtValue() ? V1 : V2;
691
692   if (isa<UndefValue>(V1)) return V2;
693   if (isa<UndefValue>(V2)) return V1;
694   if (isa<UndefValue>(Cond)) return V1;
695   if (V1 == V2) return V1;
696   return 0;
697 }
698
699 Constant *llvm::ConstantFoldExtractElementInstruction(Constant *Val,
700                                                       Constant *Idx) {
701   if (isa<UndefValue>(Val))  // ee(undef, x) -> undef
702     return UndefValue::get(cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
703   if (Val->isNullValue())  // ee(zero, x) -> zero
704     return Constant::getNullValue(
705                           cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
706
707   if (ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
708     if (ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
709       return CVal->getOperand(CIdx->getZExtValue());
710     } else if (isa<UndefValue>(Idx)) {
711       // ee({w,x,y,z}, undef) -> w (an arbitrary value).
712       return CVal->getOperand(0);
713     }
714   }
715   return 0;
716 }
717
718 Constant *llvm::ConstantFoldInsertElementInstruction(Constant *Val,
719                                                      Constant *Elt,
720                                                      Constant *Idx) {
721   ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx);
722   if (!CIdx) return 0;
723   APInt idxVal = CIdx->getValue();
724   if (isa<UndefValue>(Val)) { 
725     // Insertion of scalar constant into vector undef
726     // Optimize away insertion of undef
727     if (isa<UndefValue>(Elt))
728       return Val;
729     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
730     // the insertion
731     unsigned numOps = 
732       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
733     std::vector<Constant*> Ops; 
734     Ops.reserve(numOps);
735     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
736       Constant *Op =
737         (idxVal == i) ? Elt : UndefValue::get(Elt->getType());
738       Ops.push_back(Op);
739     }
740     return ConstantVector::get(Ops);
741   }
742   if (isa<ConstantAggregateZero>(Val)) {
743     // Insertion of scalar constant into vector aggregate zero
744     // Optimize away insertion of zero
745     if (Elt->isNullValue())
746       return Val;
747     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
748     // the insertion
749     unsigned numOps = 
750       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
751     std::vector<Constant*> Ops; 
752     Ops.reserve(numOps);
753     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
754       Constant *Op =
755         (idxVal == i) ? Elt : Constant::getNullValue(Elt->getType());
756       Ops.push_back(Op);
757     }
758     return ConstantVector::get(Ops);
759   }
760   if (ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
761     // Insertion of scalar constant into vector constant
762     std::vector<Constant*> Ops; 
763     Ops.reserve(CVal->getNumOperands());
764     for (unsigned i = 0; i < CVal->getNumOperands(); ++i) {
765       Constant *Op =
766         (idxVal == i) ? Elt : cast<Constant>(CVal->getOperand(i));
767       Ops.push_back(Op);
768     }
769     return ConstantVector::get(Ops);
770   }
771
772   return 0;
773 }
774
775 /// GetVectorElement - If C is a ConstantVector, ConstantAggregateZero or Undef
776 /// return the specified element value.  Otherwise return null.
777 static Constant *GetVectorElement(Constant *C, unsigned EltNo) {
778   if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(C))
779     return CV->getOperand(EltNo);
780
781   const Type *EltTy = cast<VectorType>(C->getType())->getElementType();
782   if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
783     return Constant::getNullValue(EltTy);
784   if (isa<UndefValue>(C))
785     return UndefValue::get(EltTy);
786   return 0;
787 }
788
789 Constant *llvm::ConstantFoldShuffleVectorInstruction(Constant *V1,
790                                                      Constant *V2,
791                                                      Constant *Mask) {
792   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
793   if (isa<UndefValue>(Mask)) return UndefValue::get(V1->getType());
794
795   unsigned MaskNumElts = cast<VectorType>(Mask->getType())->getNumElements();
796   unsigned SrcNumElts = cast<VectorType>(V1->getType())->getNumElements();
797   const Type *EltTy = cast<VectorType>(V1->getType())->getElementType();
798
799   // Loop over the shuffle mask, evaluating each element.
800   SmallVector<Constant*, 32> Result;
801   for (unsigned i = 0; i != MaskNumElts; ++i) {
802     Constant *InElt = GetVectorElement(Mask, i);
803     if (InElt == 0) return 0;
804
805     if (isa<UndefValue>(InElt))
806       InElt = UndefValue::get(EltTy);
807     else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(InElt)) {
808       unsigned Elt = CI->getZExtValue();
809       if (Elt >= SrcNumElts*2)
810         InElt = UndefValue::get(EltTy);
811       else if (Elt >= SrcNumElts)
812         InElt = GetVectorElement(V2, Elt - SrcNumElts);
813       else
814         InElt = GetVectorElement(V1, Elt);
815       if (InElt == 0) return 0;
816     } else {
817       // Unknown value.
818       return 0;
819     }
820     Result.push_back(InElt);
821   }
822
823   return ConstantVector::get(&Result[0], Result.size());
824 }
825
826 Constant *llvm::ConstantFoldExtractValueInstruction(Constant *Agg,
827                                                     const unsigned *Idxs,
828                                                     unsigned NumIdx) {
829   // Base case: no indices, so return the entire value.
830   if (NumIdx == 0)
831     return Agg;
832
833   if (isa<UndefValue>(Agg))  // ev(undef, x) -> undef
834     return UndefValue::get(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
835                                                             Idxs,
836                                                             Idxs + NumIdx));
837
838   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg))  // ev(0, x) -> 0
839     return
840       Constant::getNullValue(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
841                                                               Idxs,
842                                                               Idxs + NumIdx));
843
844   // Otherwise recurse.
845   if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(Agg))
846     return ConstantFoldExtractValueInstruction(CS->getOperand(*Idxs),
847                                                Idxs+1, NumIdx-1);
848
849   if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(Agg))
850     return ConstantFoldExtractValueInstruction(CA->getOperand(*Idxs),
851                                                Idxs+1, NumIdx-1);
852   ConstantVector *CV = cast<ConstantVector>(Agg);
853   return ConstantFoldExtractValueInstruction(CV->getOperand(*Idxs),
854                                              Idxs+1, NumIdx-1);
855 }
856
857 Constant *llvm::ConstantFoldInsertValueInstruction(Constant *Agg,
858                                                    Constant *Val,
859                                                    const unsigned *Idxs,
860                                                    unsigned NumIdx) {
861   // Base case: no indices, so replace the entire value.
862   if (NumIdx == 0)
863     return Val;
864
865   if (isa<UndefValue>(Agg)) {
866     // Insertion of constant into aggregate undef
867     // Optimize away insertion of undef.
868     if (isa<UndefValue>(Val))
869       return Agg;
870     
871     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
872     // the insertion.
873     const CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
874     unsigned numOps;
875     if (const ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
876       numOps = AR->getNumElements();
877     else
878       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
879     
880     std::vector<Constant*> Ops(numOps); 
881     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
882       const Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
883       Constant *Op =
884         (*Idxs == i) ?
885         ConstantFoldInsertValueInstruction(UndefValue::get(MemberTy),
886                                            Val, Idxs+1, NumIdx-1) :
887         UndefValue::get(MemberTy);
888       Ops[i] = Op;
889     }
890     
891     if (const StructType* ST = dyn_cast<StructType>(AggTy))
892       return ConstantStruct::get(ST->getContext(), Ops, ST->isPacked());
893     return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
894   }
895   
896   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg)) {
897     // Insertion of constant into aggregate zero
898     // Optimize away insertion of zero.
899     if (Val->isNullValue())
900       return Agg;
901     
902     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
903     // the insertion.
904     const CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
905     unsigned numOps;
906     if (const ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
907       numOps = AR->getNumElements();
908     else
909       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
910     
911     std::vector<Constant*> Ops(numOps);
912     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
913       const Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
914       Constant *Op =
915         (*Idxs == i) ?
916         ConstantFoldInsertValueInstruction(Constant::getNullValue(MemberTy),
917                                            Val, Idxs+1, NumIdx-1) :
918         Constant::getNullValue(MemberTy);
919       Ops[i] = Op;
920     }
921     
922     if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(AggTy))
923       return ConstantStruct::get(ST->getContext(), Ops, ST->isPacked());
924     return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
925   }
926   
927   if (isa<ConstantStruct>(Agg) || isa<ConstantArray>(Agg)) {
928     // Insertion of constant into aggregate constant.
929     std::vector<Constant*> Ops(Agg->getNumOperands());
930     for (unsigned i = 0; i < Agg->getNumOperands(); ++i) {
931       Constant *Op = cast<Constant>(Agg->getOperand(i));
932       if (*Idxs == i)
933         Op = ConstantFoldInsertValueInstruction(Op, Val, Idxs+1, NumIdx-1);
934       Ops[i] = Op;
935     }
936     
937     if (const StructType* ST = dyn_cast<StructType>(Agg->getType()))
938       return ConstantStruct::get(ST->getContext(), Ops, ST->isPacked());
939     return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(Agg->getType()), Ops);
940   }
941
942   return 0;
943 }
944
945
946 Constant *llvm::ConstantFoldBinaryInstruction(unsigned Opcode,
947                                               Constant *C1, Constant *C2) {
948   // No compile-time operations on this type yet.
949   if (C1->getType()->isPPC_FP128Ty())
950     return 0;
951
952   // Handle UndefValue up front.
953   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2)) {
954     switch (Opcode) {
955     case Instruction::Xor:
956       if (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2))
957         // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
958         // idiom (misuse).
959         return Constant::getNullValue(C1->getType());
960       // Fallthrough
961     case Instruction::Add:
962     case Instruction::Sub:
963       return UndefValue::get(C1->getType());
964     case Instruction::Mul:
965     case Instruction::And:
966       return Constant::getNullValue(C1->getType());
967     case Instruction::UDiv:
968     case Instruction::SDiv:
969     case Instruction::URem:
970     case Instruction::SRem:
971       if (!isa<UndefValue>(C2))                    // undef / X -> 0
972         return Constant::getNullValue(C1->getType());
973       return C2;                                   // X / undef -> undef
974     case Instruction::Or:                          // X | undef -> -1
975       if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
976         return Constant::getAllOnesValue(PTy);
977       return Constant::getAllOnesValue(C1->getType());
978     case Instruction::LShr:
979       if (isa<UndefValue>(C2) && isa<UndefValue>(C1))
980         return C1;                                  // undef lshr undef -> undef
981       return Constant::getNullValue(C1->getType()); // X lshr undef -> 0
982                                                     // undef lshr X -> 0
983     case Instruction::AShr:
984       if (!isa<UndefValue>(C2))                     // undef ashr X --> all ones
985         return Constant::getAllOnesValue(C1->getType());
986       else if (isa<UndefValue>(C1)) 
987         return C1;                                  // undef ashr undef -> undef
988       else
989         return C1;                                  // X ashr undef --> X
990     case Instruction::Shl:
991       // undef << X -> 0   or   X << undef -> 0
992       return Constant::getNullValue(C1->getType());
993     }
994   }
995
996   // Handle simplifications when the RHS is a constant int.
997   if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
998     switch (Opcode) {
999     case Instruction::Add:
1000       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;                         // X + 0 == X
1001       break;
1002     case Instruction::Sub:
1003       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;                         // X - 0 == X
1004       break;
1005     case Instruction::Mul:
1006       if (CI2->equalsInt(0)) return C2;                         // X * 0 == 0
1007       if (CI2->equalsInt(1))
1008         return C1;                                              // X * 1 == X
1009       break;
1010     case Instruction::UDiv:
1011     case Instruction::SDiv:
1012       if (CI2->equalsInt(1))
1013         return C1;                                            // X / 1 == X
1014       if (CI2->equalsInt(0))
1015         return UndefValue::get(CI2->getType());               // X / 0 == undef
1016       break;
1017     case Instruction::URem:
1018     case Instruction::SRem:
1019       if (CI2->equalsInt(1))
1020         return Constant::getNullValue(CI2->getType());        // X % 1 == 0
1021       if (CI2->equalsInt(0))
1022         return UndefValue::get(CI2->getType());               // X % 0 == undef
1023       break;
1024     case Instruction::And:
1025       if (CI2->isZero()) return C2;                           // X & 0 == 0
1026       if (CI2->isAllOnesValue())
1027         return C1;                                            // X & -1 == X
1028
1029       if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
1030         // (zext i32 to i64) & 4294967295 -> (zext i32 to i64)
1031         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) {
1032           unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
1033           unsigned SrcWidth =
1034             CE1->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1035           APInt PossiblySetBits(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
1036           if ((PossiblySetBits & CI2->getValue()) == PossiblySetBits)
1037             return C1;
1038         }
1039
1040         // If and'ing the address of a global with a constant, fold it.
1041         if (CE1->getOpcode() == Instruction::PtrToInt && 
1042             isa<GlobalValue>(CE1->getOperand(0))) {
1043           GlobalValue *GV = cast<GlobalValue>(CE1->getOperand(0));
1044
1045           // Functions are at least 4-byte aligned.
1046           unsigned GVAlign = GV->getAlignment();
1047           if (isa<Function>(GV))
1048             GVAlign = std::max(GVAlign, 4U);
1049
1050           if (GVAlign > 1) {
1051             unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
1052             unsigned SrcWidth = std::min(DstWidth, Log2_32(GVAlign));
1053             APInt BitsNotSet(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
1054
1055             // If checking bits we know are clear, return zero.
1056             if ((CI2->getValue() & BitsNotSet) == CI2->getValue())
1057               return Constant::getNullValue(CI2->getType());
1058           }
1059         }
1060       }
1061       break;
1062     case Instruction::Or:
1063       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;    // X | 0 == X
1064       if (CI2->isAllOnesValue())
1065         return C2;                         // X | -1 == -1
1066       break;
1067     case Instruction::Xor:
1068       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;    // X ^ 0 == X
1069
1070       if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
1071         switch (CE1->getOpcode()) {
1072         default: break;
1073         case Instruction::ICmp:
1074         case Instruction::FCmp:
1075           // cmp pred ^ true -> cmp !pred
1076           assert(CI2->equalsInt(1));
1077           CmpInst::Predicate pred = (CmpInst::Predicate)CE1->getPredicate();
1078           pred = CmpInst::getInversePredicate(pred);
1079           return ConstantExpr::getCompare(pred, CE1->getOperand(0),
1080                                           CE1->getOperand(1));
1081         }
1082       }
1083       break;
1084     case Instruction::AShr:
1085       // ashr (zext C to Ty), C2 -> lshr (zext C, CSA), C2
1086       if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1))
1087         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt)  // Top bits known zero.
1088           return ConstantExpr::getLShr(C1, C2);
1089       break;
1090     }
1091   } else if (isa<ConstantInt>(C1)) {
1092     // If C1 is a ConstantInt and C2 is not, swap the operands.
1093     if (Instruction::isCommutative(Opcode))
1094       return ConstantExpr::get(Opcode, C2, C1);
1095   }
1096
1097   // At this point we know neither constant is an UndefValue.
1098   if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C1)) {
1099     if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
1100       using namespace APIntOps;
1101       const APInt &C1V = CI1->getValue();
1102       const APInt &C2V = CI2->getValue();
1103       switch (Opcode) {
1104       default:
1105         break;
1106       case Instruction::Add:     
1107         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V + C2V);
1108       case Instruction::Sub:     
1109         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V - C2V);
1110       case Instruction::Mul:     
1111         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V * C2V);
1112       case Instruction::UDiv:
1113         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1114         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.udiv(C2V));
1115       case Instruction::SDiv:
1116         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1117         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
1118           return UndefValue::get(CI1->getType());   // MIN_INT / -1 -> undef
1119         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.sdiv(C2V));
1120       case Instruction::URem:
1121         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1122         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.urem(C2V));
1123       case Instruction::SRem:
1124         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1125         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
1126           return UndefValue::get(CI1->getType());   // MIN_INT % -1 -> undef
1127         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.srem(C2V));
1128       case Instruction::And:
1129         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V & C2V);
1130       case Instruction::Or:
1131         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V | C2V);
1132       case Instruction::Xor:
1133         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V ^ C2V);
1134       case Instruction::Shl: {
1135         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
1136         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
1137           return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.shl(shiftAmt));
1138         else
1139           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
1140       }
1141       case Instruction::LShr: {
1142         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
1143         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
1144           return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.lshr(shiftAmt));
1145         else
1146           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
1147       }
1148       case Instruction::AShr: {
1149         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
1150         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
1151           return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.ashr(shiftAmt));
1152         else
1153           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
1154       }
1155       }
1156     }
1157
1158     switch (Opcode) {
1159     case Instruction::SDiv:
1160     case Instruction::UDiv:
1161     case Instruction::URem:
1162     case Instruction::SRem:
1163     case Instruction::LShr:
1164     case Instruction::AShr:
1165     case Instruction::Shl:
1166       if (CI1->equalsInt(0)) return C1;
1167       break;
1168     default:
1169       break;
1170     }
1171   } else if (ConstantFP *CFP1 = dyn_cast<ConstantFP>(C1)) {
1172     if (ConstantFP *CFP2 = dyn_cast<ConstantFP>(C2)) {
1173       APFloat C1V = CFP1->getValueAPF();
1174       APFloat C2V = CFP2->getValueAPF();
1175       APFloat C3V = C1V;  // copy for modification
1176       switch (Opcode) {
1177       default:                   
1178         break;
1179       case Instruction::FAdd:
1180         (void)C3V.add(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1181         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1182       case Instruction::FSub:
1183         (void)C3V.subtract(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1184         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1185       case Instruction::FMul:
1186         (void)C3V.multiply(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1187         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1188       case Instruction::FDiv:
1189         (void)C3V.divide(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1190         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1191       case Instruction::FRem:
1192         (void)C3V.mod(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1193         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1194       }
1195     }
1196   } else if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType())) {
1197     ConstantVector *CP1 = dyn_cast<ConstantVector>(C1);
1198     ConstantVector *CP2 = dyn_cast<ConstantVector>(C2);
1199     if ((CP1 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C1)) &&
1200         (CP2 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C2))) {
1201       std::vector<Constant*> Res;
1202       const Type* EltTy = VTy->getElementType();  
1203       Constant *C1 = 0;
1204       Constant *C2 = 0;
1205       switch (Opcode) {
1206       default:
1207         break;
1208       case Instruction::Add:
1209         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1210           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1211           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1212           Res.push_back(ConstantExpr::getAdd(C1, C2));
1213         }
1214         return ConstantVector::get(Res);
1215       case Instruction::FAdd:
1216         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1217           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1218           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1219           Res.push_back(ConstantExpr::getFAdd(C1, C2));
1220         }
1221         return ConstantVector::get(Res);
1222       case Instruction::Sub:
1223         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1224           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1225           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1226           Res.push_back(ConstantExpr::getSub(C1, C2));
1227         }
1228         return ConstantVector::get(Res);
1229       case Instruction::FSub:
1230         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1231           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1232           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1233           Res.push_back(ConstantExpr::getFSub(C1, C2));
1234         }
1235         return ConstantVector::get(Res);
1236       case Instruction::Mul:
1237         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1238           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1239           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1240           Res.push_back(ConstantExpr::getMul(C1, C2));
1241         }
1242         return ConstantVector::get(Res);
1243       case Instruction::FMul:
1244         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1245           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1246           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1247           Res.push_back(ConstantExpr::getFMul(C1, C2));
1248         }
1249         return ConstantVector::get(Res);
1250       case Instruction::UDiv:
1251         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1252           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1253           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1254           Res.push_back(ConstantExpr::getUDiv(C1, C2));
1255         }
1256         return ConstantVector::get(Res);
1257       case Instruction::SDiv:
1258         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1259           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1260           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1261           Res.push_back(ConstantExpr::getSDiv(C1, C2));
1262         }
1263         return ConstantVector::get(Res);
1264       case Instruction::FDiv:
1265         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1266           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1267           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1268           Res.push_back(ConstantExpr::getFDiv(C1, C2));
1269         }
1270         return ConstantVector::get(Res);
1271       case Instruction::URem:
1272         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1273           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1274           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1275           Res.push_back(ConstantExpr::getURem(C1, C2));
1276         }
1277         return ConstantVector::get(Res);
1278       case Instruction::SRem:
1279         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1280           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1281           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1282           Res.push_back(ConstantExpr::getSRem(C1, C2));
1283         }
1284         return ConstantVector::get(Res);
1285       case Instruction::FRem:
1286         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1287           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1288           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1289           Res.push_back(ConstantExpr::getFRem(C1, C2));
1290         }
1291         return ConstantVector::get(Res);
1292       case Instruction::And: 
1293         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1294           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1295           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1296           Res.push_back(ConstantExpr::getAnd(C1, C2));
1297         }
1298         return ConstantVector::get(Res);
1299       case Instruction::Or:
1300         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1301           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1302           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1303           Res.push_back(ConstantExpr::getOr(C1, C2));
1304         }
1305         return ConstantVector::get(Res);
1306       case Instruction::Xor:
1307         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1308           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1309           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1310           Res.push_back(ConstantExpr::getXor(C1, C2));
1311         }
1312         return ConstantVector::get(Res);
1313       case Instruction::LShr:
1314         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1315           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1316           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1317           Res.push_back(ConstantExpr::getLShr(C1, C2));
1318         }
1319         return ConstantVector::get(Res);
1320       case Instruction::AShr:
1321         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1322           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1323           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1324           Res.push_back(ConstantExpr::getAShr(C1, C2));
1325         }
1326         return ConstantVector::get(Res);
1327       case Instruction::Shl:
1328         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1329           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1330           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1331           Res.push_back(ConstantExpr::getShl(C1, C2));
1332         }
1333         return ConstantVector::get(Res);
1334       }
1335     }
1336   }
1337
1338   if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
1339     // There are many possible foldings we could do here.  We should probably
1340     // at least fold add of a pointer with an integer into the appropriate
1341     // getelementptr.  This will improve alias analysis a bit.
1342
1343     // Given ((a + b) + c), if (b + c) folds to something interesting, return
1344     // (a + (b + c)).
1345     if (Instruction::isAssociative(Opcode) && CE1->getOpcode() == Opcode) {
1346       Constant *T = ConstantExpr::get(Opcode, CE1->getOperand(1), C2);
1347       if (!isa<ConstantExpr>(T) || cast<ConstantExpr>(T)->getOpcode() != Opcode)
1348         return ConstantExpr::get(Opcode, CE1->getOperand(0), T);
1349     }
1350   } else if (isa<ConstantExpr>(C2)) {
1351     // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flop them around and fold the
1352     // other way if possible.
1353     if (Instruction::isCommutative(Opcode))
1354       return ConstantFoldBinaryInstruction(Opcode, C2, C1);
1355   }
1356
1357   // i1 can be simplified in many cases.
1358   if (C1->getType()->isIntegerTy(1)) {
1359     switch (Opcode) {
1360     case Instruction::Add:
1361     case Instruction::Sub:
1362       return ConstantExpr::getXor(C1, C2);
1363     case Instruction::Mul:
1364       return ConstantExpr::getAnd(C1, C2);
1365     case Instruction::Shl:
1366     case Instruction::LShr:
1367     case Instruction::AShr:
1368       // We can assume that C2 == 0.  If it were one the result would be
1369       // undefined because the shift value is as large as the bitwidth.
1370       return C1;
1371     case Instruction::SDiv:
1372     case Instruction::UDiv:
1373       // We can assume that C2 == 1.  If it were zero the result would be
1374       // undefined through division by zero.
1375       return C1;
1376     case Instruction::URem:
1377     case Instruction::SRem:
1378       // We can assume that C2 == 1.  If it were zero the result would be
1379       // undefined through division by zero.
1380       return ConstantInt::getFalse(C1->getContext());
1381     default:
1382       break;
1383     }
1384   }
1385
1386   // We don't know how to fold this.
1387   return 0;
1388 }
1389
1390 /// isZeroSizedType - This type is zero sized if its an array or structure of
1391 /// zero sized types.  The only leaf zero sized type is an empty structure.
1392 static bool isMaybeZeroSizedType(const Type *Ty) {
1393   if (Ty->isOpaqueTy()) return true;  // Can't say.
1394   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
1395
1396     // If all of elements have zero size, this does too.
1397     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
1398       if (!isMaybeZeroSizedType(STy->getElementType(i))) return false;
1399     return true;
1400
1401   } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
1402     return isMaybeZeroSizedType(ATy->getElementType());
1403   }
1404   return false;
1405 }
1406
1407 /// IdxCompare - Compare the two constants as though they were getelementptr
1408 /// indices.  This allows coersion of the types to be the same thing.
1409 ///
1410 /// If the two constants are the "same" (after coersion), return 0.  If the
1411 /// first is less than the second, return -1, if the second is less than the
1412 /// first, return 1.  If the constants are not integral, return -2.
1413 ///
1414 static int IdxCompare(Constant *C1, Constant *C2,  const Type *ElTy) {
1415   if (C1 == C2) return 0;
1416
1417   // Ok, we found a different index.  If they are not ConstantInt, we can't do
1418   // anything with them.
1419   if (!isa<ConstantInt>(C1) || !isa<ConstantInt>(C2))
1420     return -2; // don't know!
1421
1422   // Ok, we have two differing integer indices.  Sign extend them to be the same
1423   // type.  Long is always big enough, so we use it.
1424   if (!C1->getType()->isIntegerTy(64))
1425     C1 = ConstantExpr::getSExt(C1, Type::getInt64Ty(C1->getContext()));
1426
1427   if (!C2->getType()->isIntegerTy(64))
1428     C2 = ConstantExpr::getSExt(C2, Type::getInt64Ty(C1->getContext()));
1429
1430   if (C1 == C2) return 0;  // They are equal
1431
1432   // If the type being indexed over is really just a zero sized type, there is
1433   // no pointer difference being made here.
1434   if (isMaybeZeroSizedType(ElTy))
1435     return -2; // dunno.
1436
1437   // If they are really different, now that they are the same type, then we
1438   // found a difference!
1439   if (cast<ConstantInt>(C1)->getSExtValue() < 
1440       cast<ConstantInt>(C2)->getSExtValue())
1441     return -1;
1442   else
1443     return 1;
1444 }
1445
1446 /// evaluateFCmpRelation - This function determines if there is anything we can
1447 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
1448 /// things like ConstantFP comparisons, but should instead handle ConstantExprs.
1449 /// If we can determine that the two constants have a particular relation to 
1450 /// each other, we should return the corresponding FCmpInst predicate, 
1451 /// otherwise return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE. This is used below in
1452 /// ConstantFoldCompareInstruction.
1453 ///
1454 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
1455 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider ConstantFP
1456 /// to be the simplest, and ConstantExprs to be the most complex.
1457 static FCmpInst::Predicate evaluateFCmpRelation(Constant *V1, Constant *V2) {
1458   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
1459          "Cannot compare values of different types!");
1460
1461   // No compile-time operations on this type yet.
1462   if (V1->getType()->isPPC_FP128Ty())
1463     return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1464
1465   // Handle degenerate case quickly
1466   if (V1 == V2) return FCmpInst::FCMP_OEQ;
1467
1468   if (!isa<ConstantExpr>(V1)) {
1469     if (!isa<ConstantExpr>(V2)) {
1470       // We distilled thisUse the standard constant folder for a few cases
1471       ConstantInt *R = 0;
1472       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1473                       ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OEQ, V1, V2));
1474       if (R && !R->isZero()) 
1475         return FCmpInst::FCMP_OEQ;
1476       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1477                       ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OLT, V1, V2));
1478       if (R && !R->isZero()) 
1479         return FCmpInst::FCMP_OLT;
1480       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1481                       ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OGT, V1, V2));
1482       if (R && !R->isZero()) 
1483         return FCmpInst::FCMP_OGT;
1484
1485       // Nothing more we can do
1486       return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1487     }
1488
1489     // If the first operand is simple and second is ConstantExpr, swap operands.
1490     FCmpInst::Predicate SwappedRelation = evaluateFCmpRelation(V2, V1);
1491     if (SwappedRelation != FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE)
1492       return FCmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1493   } else {
1494     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
1495     // constantexpr or a simple constant.
1496     ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
1497     switch (CE1->getOpcode()) {
1498     case Instruction::FPTrunc:
1499     case Instruction::FPExt:
1500     case Instruction::UIToFP:
1501     case Instruction::SIToFP:
1502       // We might be able to do something with these but we don't right now.
1503       break;
1504     default:
1505       break;
1506     }
1507   }
1508   // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1509   // probably be added on demand, as they seem needed.
1510   return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1511 }
1512
1513 /// evaluateICmpRelation - This function determines if there is anything we can
1514 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
1515 /// things like integer comparisons, but should instead handle ConstantExprs
1516 /// and GlobalValues.  If we can determine that the two constants have a
1517 /// particular relation to each other, we should return the corresponding ICmp
1518 /// predicate, otherwise return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE.
1519 ///
1520 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
1521 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider simple
1522 /// constants (like ConstantInt) to be the simplest, followed by
1523 /// GlobalValues, followed by ConstantExpr's (the most complex).
1524 ///
1525 static ICmpInst::Predicate evaluateICmpRelation(Constant *V1, Constant *V2,
1526                                                 bool isSigned) {
1527   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
1528          "Cannot compare different types of values!");
1529   if (V1 == V2) return ICmpInst::ICMP_EQ;
1530
1531   if (!isa<ConstantExpr>(V1) && !isa<GlobalValue>(V1) &&
1532       !isa<BlockAddress>(V1)) {
1533     if (!isa<GlobalValue>(V2) && !isa<ConstantExpr>(V2) &&
1534         !isa<BlockAddress>(V2)) {
1535       // We distilled this down to a simple case, use the standard constant
1536       // folder.
1537       ConstantInt *R = 0;
1538       ICmpInst::Predicate pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
1539       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, V1, V2));
1540       if (R && !R->isZero()) 
1541         return pred;
1542       pred = isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1543       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, V1, V2));
1544       if (R && !R->isZero())
1545         return pred;
1546       pred = isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1547       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, V1, V2));
1548       if (R && !R->isZero())
1549         return pred;
1550
1551       // If we couldn't figure it out, bail.
1552       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1553     }
1554
1555     // If the first operand is simple, swap operands.
1556     ICmpInst::Predicate SwappedRelation = 
1557       evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1558     if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1559       return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1560
1561   } else if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V1)) {
1562     if (isa<ConstantExpr>(V2)) {  // Swap as necessary.
1563       ICmpInst::Predicate SwappedRelation = 
1564         evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1565       if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1566         return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1567       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1568     }
1569
1570     // Now we know that the RHS is a GlobalValue, BlockAddress or simple
1571     // constant (which, since the types must match, means that it's a
1572     // ConstantPointerNull).
1573     if (const GlobalValue *GV2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1574       // Don't try to decide equality of aliases.
1575       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !isa<GlobalAlias>(GV2))
1576         if (!GV->hasExternalWeakLinkage() || !GV2->hasExternalWeakLinkage())
1577           return ICmpInst::ICMP_NE;
1578     } else if (isa<BlockAddress>(V2)) {
1579       return ICmpInst::ICMP_NE; // Globals never equal labels.
1580     } else {
1581       assert(isa<ConstantPointerNull>(V2) && "Canonicalization guarantee!");
1582       // GlobalVals can never be null unless they have external weak linkage.
1583       // We don't try to evaluate aliases here.
1584       if (!GV->hasExternalWeakLinkage() && !isa<GlobalAlias>(GV))
1585         return ICmpInst::ICMP_NE;
1586     }
1587   } else if (const BlockAddress *BA = dyn_cast<BlockAddress>(V1)) {
1588     if (isa<ConstantExpr>(V2)) {  // Swap as necessary.
1589       ICmpInst::Predicate SwappedRelation = 
1590         evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1591       if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1592         return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1593       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1594     }
1595     
1596     // Now we know that the RHS is a GlobalValue, BlockAddress or simple
1597     // constant (which, since the types must match, means that it is a
1598     // ConstantPointerNull).
1599     if (const BlockAddress *BA2 = dyn_cast<BlockAddress>(V2)) {
1600       // Block address in another function can't equal this one, but block
1601       // addresses in the current function might be the same if blocks are
1602       // empty.
1603       if (BA2->getFunction() != BA->getFunction())
1604         return ICmpInst::ICMP_NE;
1605     } else {
1606       // Block addresses aren't null, don't equal the address of globals.
1607       assert((isa<ConstantPointerNull>(V2) || isa<GlobalValue>(V2)) &&
1608              "Canonicalization guarantee!");
1609       return ICmpInst::ICMP_NE;
1610     }
1611   } else {
1612     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
1613     // constantexpr, a global, block address, or a simple constant.
1614     ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
1615     Constant *CE1Op0 = CE1->getOperand(0);
1616
1617     switch (CE1->getOpcode()) {
1618     case Instruction::Trunc:
1619     case Instruction::FPTrunc:
1620     case Instruction::FPExt:
1621     case Instruction::FPToUI:
1622     case Instruction::FPToSI:
1623       break; // We can't evaluate floating point casts or truncations.
1624
1625     case Instruction::UIToFP:
1626     case Instruction::SIToFP:
1627     case Instruction::BitCast:
1628     case Instruction::ZExt:
1629     case Instruction::SExt:
1630       // If the cast is not actually changing bits, and the second operand is a
1631       // null pointer, do the comparison with the pre-casted value.
1632       if (V2->isNullValue() &&
1633           (CE1->getType()->isPointerTy() || CE1->getType()->isIntegerTy())) {
1634         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) isSigned = false;
1635         if (CE1->getOpcode() == Instruction::SExt) isSigned = true;
1636         return evaluateICmpRelation(CE1Op0,
1637                                     Constant::getNullValue(CE1Op0->getType()), 
1638                                     isSigned);
1639       }
1640       break;
1641
1642     case Instruction::GetElementPtr:
1643       // Ok, since this is a getelementptr, we know that the constant has a
1644       // pointer type.  Check the various cases.
1645       if (isa<ConstantPointerNull>(V2)) {
1646         // If we are comparing a GEP to a null pointer, check to see if the base
1647         // of the GEP equals the null pointer.
1648         if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1649           if (GV->hasExternalWeakLinkage())
1650             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing that
1651             // to null pointer so its greater-or-equal
1652             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : ICmpInst::ICMP_UGE;
1653           else 
1654             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1655             // so the result is greater-than
1656             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1657         } else if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1658           // If we are indexing from a null pointer, check to see if we have any
1659           // non-zero indices.
1660           for (unsigned i = 1, e = CE1->getNumOperands(); i != e; ++i)
1661             if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue())
1662               // Offsetting from null, must not be equal.
1663               return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1664           // Only zero indexes from null, must still be zero.
1665           return ICmpInst::ICMP_EQ;
1666         }
1667         // Otherwise, we can't really say if the first operand is null or not.
1668       } else if (const GlobalValue *GV2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1669         if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1670           if (GV2->hasExternalWeakLinkage())
1671             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing it to
1672             // a null pointer, so its less-or-equal
1673             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLE : ICmpInst::ICMP_ULE;
1674           else
1675             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1676             // so the result is less-than
1677             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1678         } else if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1679           if (GV == GV2) {
1680             // If this is a getelementptr of the same global, then it must be
1681             // different.  Because the types must match, the getelementptr could
1682             // only have at most one index, and because we fold getelementptr's
1683             // with a single zero index, it must be nonzero.
1684             assert(CE1->getNumOperands() == 2 &&
1685                    !CE1->getOperand(1)->isNullValue() &&
1686                    "Suprising getelementptr!");
1687             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1688           } else {
1689             // If they are different globals, we don't know what the value is,
1690             // but they can't be equal.
1691             return ICmpInst::ICMP_NE;
1692           }
1693         }
1694       } else {
1695         ConstantExpr *CE2 = cast<ConstantExpr>(V2);
1696         Constant *CE2Op0 = CE2->getOperand(0);
1697
1698         // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1699         // probably be added on demand, as they seem needed.
1700         switch (CE2->getOpcode()) {
1701         default: break;
1702         case Instruction::GetElementPtr:
1703           // By far the most common case to handle is when the base pointers are
1704           // obviously to the same or different globals.
1705           if (isa<GlobalValue>(CE1Op0) && isa<GlobalValue>(CE2Op0)) {
1706             if (CE1Op0 != CE2Op0) // Don't know relative ordering, but not equal
1707               return ICmpInst::ICMP_NE;
1708             // Ok, we know that both getelementptr instructions are based on the
1709             // same global.  From this, we can precisely determine the relative
1710             // ordering of the resultant pointers.
1711             unsigned i = 1;
1712
1713             // The logic below assumes that the result of the comparison
1714             // can be determined by finding the first index that differs.
1715             // This doesn't work if there is over-indexing in any
1716             // subsequent indices, so check for that case first.
1717             if (!CE1->isGEPWithNoNotionalOverIndexing() ||
1718                 !CE2->isGEPWithNoNotionalOverIndexing())
1719                return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1720
1721             // Compare all of the operands the GEP's have in common.
1722             gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(CE1);
1723             for (;i != CE1->getNumOperands() && i != CE2->getNumOperands();
1724                  ++i, ++GTI)
1725               switch (IdxCompare(CE1->getOperand(i),
1726                                  CE2->getOperand(i), GTI.getIndexedType())) {
1727               case -1: return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT:ICmpInst::ICMP_ULT;
1728               case 1:  return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT:ICmpInst::ICMP_UGT;
1729               case -2: return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1730               }
1731
1732             // Ok, we ran out of things they have in common.  If any leftovers
1733             // are non-zero then we have a difference, otherwise we are equal.
1734             for (; i < CE1->getNumOperands(); ++i)
1735               if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue()) {
1736                 if (isa<ConstantInt>(CE1->getOperand(i)))
1737                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1738                 else
1739                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1740               }
1741
1742             for (; i < CE2->getNumOperands(); ++i)
1743               if (!CE2->getOperand(i)->isNullValue()) {
1744                 if (isa<ConstantInt>(CE2->getOperand(i)))
1745                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1746                 else
1747                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1748               }
1749             return ICmpInst::ICMP_EQ;
1750           }
1751         }
1752       }
1753     default:
1754       break;
1755     }
1756   }
1757
1758   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1759 }
1760
1761 Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstruction(unsigned short pred, 
1762                                                Constant *C1, Constant *C2) {
1763   const Type *ResultTy;
1764   if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
1765     ResultTy = VectorType::get(Type::getInt1Ty(C1->getContext()),
1766                                VT->getNumElements());
1767   else
1768     ResultTy = Type::getInt1Ty(C1->getContext());
1769
1770   // Fold FCMP_FALSE/FCMP_TRUE unconditionally.
1771   if (pred == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1772     return Constant::getNullValue(ResultTy);
1773
1774   if (pred == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1775     return Constant::getAllOnesValue(ResultTy);
1776
1777   // Handle some degenerate cases first
1778   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2)) {
1779     // For EQ and NE, we can always pick a value for the undef to make the
1780     // predicate pass or fail, so we can return undef.
1781     if (ICmpInst::isEquality(ICmpInst::Predicate(pred)))
1782       return UndefValue::get(ResultTy);
1783     // Otherwise, pick the same value as the non-undef operand, and fold
1784     // it to true or false.
1785     return ConstantInt::get(ResultTy, CmpInst::isTrueWhenEqual(pred));
1786   }
1787
1788   // No compile-time operations on this type yet.
1789   if (C1->getType()->isPPC_FP128Ty())
1790     return 0;
1791
1792   // icmp eq/ne(null,GV) -> false/true
1793   if (C1->isNullValue()) {
1794     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C2))
1795       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1796       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1797         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1798           return ConstantInt::getFalse(C1->getContext());
1799         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1800           return ConstantInt::getTrue(C1->getContext());
1801       }
1802   // icmp eq/ne(GV,null) -> false/true
1803   } else if (C2->isNullValue()) {
1804     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C1))
1805       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1806       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1807         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1808           return ConstantInt::getFalse(C1->getContext());
1809         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1810           return ConstantInt::getTrue(C1->getContext());
1811       }
1812   }
1813
1814   // If the comparison is a comparison between two i1's, simplify it.
1815   if (C1->getType()->isIntegerTy(1)) {
1816     switch(pred) {
1817     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1818       if (isa<ConstantInt>(C2))
1819         return ConstantExpr::getXor(C1, ConstantExpr::getNot(C2));
1820       return ConstantExpr::getXor(ConstantExpr::getNot(C1), C2);
1821     case ICmpInst::ICMP_NE:
1822       return ConstantExpr::getXor(C1, C2);
1823     default:
1824       break;
1825     }
1826   }
1827
1828   if (isa<ConstantInt>(C1) && isa<ConstantInt>(C2)) {
1829     APInt V1 = cast<ConstantInt>(C1)->getValue();
1830     APInt V2 = cast<ConstantInt>(C2)->getValue();
1831     switch (pred) {
1832     default: llvm_unreachable("Invalid ICmp Predicate"); return 0;
1833     case ICmpInst::ICMP_EQ:  return ConstantInt::get(ResultTy, V1 == V2);
1834     case ICmpInst::ICMP_NE:  return ConstantInt::get(ResultTy, V1 != V2);
1835     case ICmpInst::ICMP_SLT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.slt(V2));
1836     case ICmpInst::ICMP_SGT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.sgt(V2));
1837     case ICmpInst::ICMP_SLE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.sle(V2));
1838     case ICmpInst::ICMP_SGE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.sge(V2));
1839     case ICmpInst::ICMP_ULT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.ult(V2));
1840     case ICmpInst::ICMP_UGT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.ugt(V2));
1841     case ICmpInst::ICMP_ULE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.ule(V2));
1842     case ICmpInst::ICMP_UGE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.uge(V2));
1843     }
1844   } else if (isa<ConstantFP>(C1) && isa<ConstantFP>(C2)) {
1845     APFloat C1V = cast<ConstantFP>(C1)->getValueAPF();
1846     APFloat C2V = cast<ConstantFP>(C2)->getValueAPF();
1847     APFloat::cmpResult R = C1V.compare(C2V);
1848     switch (pred) {
1849     default: llvm_unreachable("Invalid FCmp Predicate"); return 0;
1850     case FCmpInst::FCMP_FALSE: return Constant::getNullValue(ResultTy);
1851     case FCmpInst::FCMP_TRUE:  return Constant::getAllOnesValue(ResultTy);
1852     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1853       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered);
1854     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1855       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpUnordered);
1856     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1857       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered ||
1858                                         R==APFloat::cmpEqual);
1859     case FCmpInst::FCMP_OEQ:   
1860       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpEqual);
1861     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1862       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpEqual);
1863     case FCmpInst::FCMP_ONE:   
1864       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpLessThan ||
1865                                         R==APFloat::cmpGreaterThan);
1866     case FCmpInst::FCMP_ULT: 
1867       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered ||
1868                                         R==APFloat::cmpLessThan);
1869     case FCmpInst::FCMP_OLT:   
1870       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpLessThan);
1871     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1872       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered ||
1873                                         R==APFloat::cmpGreaterThan);
1874     case FCmpInst::FCMP_OGT:
1875       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpGreaterThan);
1876     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1877       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpGreaterThan);
1878     case FCmpInst::FCMP_OLE: 
1879       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpLessThan ||
1880                                         R==APFloat::cmpEqual);
1881     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1882       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpLessThan);
1883     case FCmpInst::FCMP_OGE: 
1884       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpGreaterThan ||
1885                                         R==APFloat::cmpEqual);
1886     }
1887   } else if (C1->getType()->isVectorTy()) {
1888     SmallVector<Constant*, 16> C1Elts, C2Elts;
1889     C1->getVectorElements(C1Elts);
1890     C2->getVectorElements(C2Elts);
1891     if (C1Elts.empty() || C2Elts.empty())
1892       return 0;
1893
1894     // If we can constant fold the comparison of each element, constant fold
1895     // the whole vector comparison.
1896     SmallVector<Constant*, 4> ResElts;
1897     for (unsigned i = 0, e = C1Elts.size(); i != e; ++i) {
1898       // Compare the elements, producing an i1 result or constant expr.
1899       ResElts.push_back(ConstantExpr::getCompare(pred, C1Elts[i], C2Elts[i]));
1900     }
1901     return ConstantVector::get(&ResElts[0], ResElts.size());
1902   }
1903
1904   if (C1->getType()->isFloatingPointTy()) {
1905     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
1906     switch (evaluateFCmpRelation(C1, C2)) {
1907     default: llvm_unreachable("Unknown relation!");
1908     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1909     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1910     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1911     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1912     case FCmpInst::FCMP_ULT:
1913     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1914     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1915     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1916     case FCmpInst::FCMP_TRUE:
1917     case FCmpInst::FCMP_FALSE:
1918     case FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE:
1919       break; // Couldn't determine anything about these constants.
1920     case FCmpInst::FCMP_OEQ: // We know that C1 == C2
1921       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UEQ || pred == FCmpInst::FCMP_OEQ ||
1922                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
1923                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
1924       break;
1925     case FCmpInst::FCMP_OLT: // We know that C1 < C2
1926       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
1927                 pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT ||
1928                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE);
1929       break;
1930     case FCmpInst::FCMP_OGT: // We know that C1 > C2
1931       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
1932                 pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT ||
1933                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
1934       break;
1935     case FCmpInst::FCMP_OLE: // We know that C1 <= C2
1936       // We can only partially decide this relation.
1937       if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT) 
1938         Result = 0;
1939       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT) 
1940         Result = 1;
1941       break;
1942     case FCmpInst::FCMP_OGE: // We known that C1 >= C2
1943       // We can only partially decide this relation.
1944       if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT) 
1945         Result = 0;
1946       else if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT) 
1947         Result = 1;
1948       break;
1949     case ICmpInst::ICMP_NE: // We know that C1 != C2
1950       // We can only partially decide this relation.
1951       if (pred == FCmpInst::FCMP_OEQ || pred == FCmpInst::FCMP_UEQ) 
1952         Result = 0;
1953       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ONE || pred == FCmpInst::FCMP_UNE) 
1954         Result = 1;
1955       break;
1956     }
1957
1958     // If we evaluated the result, return it now.
1959     if (Result != -1)
1960       return ConstantInt::get(ResultTy, Result);
1961
1962   } else {
1963     // Evaluate the relation between the two constants, per the predicate.
1964     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
1965     switch (evaluateICmpRelation(C1, C2, CmpInst::isSigned(pred))) {
1966     default: llvm_unreachable("Unknown relational!");
1967     case ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE:
1968       break;  // Couldn't determine anything about these constants.
1969     case ICmpInst::ICMP_EQ:   // We know the constants are equal!
1970       // If we know the constants are equal, we can decide the result of this
1971       // computation precisely.
1972       Result = ICmpInst::isTrueWhenEqual((ICmpInst::Predicate)pred);
1973       break;
1974     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1975       switch (pred) {
1976       case ICmpInst::ICMP_ULT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_ULE:
1977         Result = 1; break;
1978       case ICmpInst::ICMP_UGT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_UGE:
1979         Result = 0; break;
1980       }
1981       break;
1982     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1983       switch (pred) {
1984       case ICmpInst::ICMP_SLT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_SLE:
1985         Result = 1; break;
1986       case ICmpInst::ICMP_SGT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_SGE:
1987         Result = 0; break;
1988       }
1989       break;
1990     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1991       switch (pred) {
1992       case ICmpInst::ICMP_UGT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_UGE:
1993         Result = 1; break;
1994       case ICmpInst::ICMP_ULT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_ULE:
1995         Result = 0; break;
1996       }
1997       break;
1998     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1999       switch (pred) {
2000       case ICmpInst::ICMP_SGT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_SGE:
2001         Result = 1; break;
2002       case ICmpInst::ICMP_SLT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_SLE:
2003         Result = 0; break;
2004       }
2005       break;
2006     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2007       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT) Result = 0;
2008       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT || pred == ICmpInst::ICMP_ULE) Result = 1;
2009       break;
2010     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2011       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT) Result = 0;
2012       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT || pred == ICmpInst::ICMP_SLE) Result = 1;
2013       break;
2014     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2015       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT) Result = 0;
2016       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT || pred == ICmpInst::ICMP_UGE) Result = 1;
2017       break;
2018     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2019       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT) Result = 0;
2020       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT || pred == ICmpInst::ICMP_SGE) Result = 1;
2021       break;
2022     case ICmpInst::ICMP_NE:
2023       if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ) Result = 0;
2024       if (pred == ICmpInst::ICMP_NE) Result = 1;
2025       break;
2026     }
2027
2028     // If we evaluated the result, return it now.
2029     if (Result != -1)
2030       return ConstantInt::get(ResultTy, Result);
2031
2032     // If the right hand side is a bitcast, try using its inverse to simplify
2033     // it by moving it to the left hand side.  We can't do this if it would turn
2034     // a vector compare into a scalar compare or visa versa.
2035     if (ConstantExpr *CE2 = dyn_cast<ConstantExpr>(C2)) {
2036       Constant *CE2Op0 = CE2->getOperand(0);
2037       if (CE2->getOpcode() == Instruction::BitCast &&
2038           CE2->getType()->isVectorTy() == CE2Op0->getType()->isVectorTy()) {
2039         Constant *Inverse = ConstantExpr::getBitCast(C1, CE2Op0->getType());
2040         return ConstantExpr::getICmp(pred, Inverse, CE2Op0);
2041       }
2042     }
2043
2044     // If the left hand side is an extension, try eliminating it.
2045     if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
2046       if ((CE1->getOpcode() == Instruction::SExt && ICmpInst::isSigned(pred)) ||
2047           (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt && !ICmpInst::isSigned(pred))){
2048         Constant *CE1Op0 = CE1->getOperand(0);
2049         Constant *CE1Inverse = ConstantExpr::getTrunc(CE1, CE1Op0->getType());
2050         if (CE1Inverse == CE1Op0) {
2051           // Check whether we can safely truncate the right hand side.
2052           Constant *C2Inverse = ConstantExpr::getTrunc(C2, CE1Op0->getType());
2053           if (ConstantExpr::getZExt(C2Inverse, C2->getType()) == C2) {
2054             return ConstantExpr::getICmp(pred, CE1Inverse, C2Inverse);
2055           }
2056         }
2057       }
2058     }
2059
2060     if ((!isa<ConstantExpr>(C1) && isa<ConstantExpr>(C2)) ||
2061         (C1->isNullValue() && !C2->isNullValue())) {
2062       // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flip them around and fold the
2063       // other way if possible.
2064       // Also, if C1 is null and C2 isn't, flip them around.
2065       pred = ICmpInst::getSwappedPredicate((ICmpInst::Predicate)pred);
2066       return ConstantExpr::getICmp(pred, C2, C1);
2067     }
2068   }
2069   return 0;
2070 }
2071
2072 /// isInBoundsIndices - Test whether the given sequence of *normalized* indices
2073 /// is "inbounds".
2074 template<typename IndexTy>
2075 static bool isInBoundsIndices(IndexTy const *Idxs, size_t NumIdx) {
2076   // No indices means nothing that could be out of bounds.
2077   if (NumIdx == 0) return true;
2078
2079   // If the first index is zero, it's in bounds.
2080   if (cast<Constant>(Idxs[0])->isNullValue()) return true;
2081
2082   // If the first index is one and all the rest are zero, it's in bounds,
2083   // by the one-past-the-end rule.
2084   if (!cast<ConstantInt>(Idxs[0])->isOne())
2085     return false;
2086   for (unsigned i = 1, e = NumIdx; i != e; ++i)
2087     if (!cast<Constant>(Idxs[i])->isNullValue())
2088       return false;
2089   return true;
2090 }
2091
2092 template<typename IndexTy>
2093 static Constant *ConstantFoldGetElementPtrImpl(Constant *C,
2094                                                bool inBounds,
2095                                                IndexTy const *Idxs,
2096                                                unsigned NumIdx) {
2097   Constant *Idx0 = cast<Constant>(Idxs[0]);
2098   if (NumIdx == 0 ||
2099       (NumIdx == 1 && Idx0->isNullValue()))
2100     return C;
2101
2102   if (isa<UndefValue>(C)) {
2103     const PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
2104     const Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr, Idxs, Idxs+NumIdx);
2105     assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
2106     return UndefValue::get(PointerType::get(Ty, Ptr->getAddressSpace()));
2107   }
2108
2109   if (C->isNullValue()) {
2110     bool isNull = true;
2111     for (unsigned i = 0, e = NumIdx; i != e; ++i)
2112       if (!cast<Constant>(Idxs[i])->isNullValue()) {
2113         isNull = false;
2114         break;
2115       }
2116     if (isNull) {
2117       const PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
2118       const Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr, Idxs,
2119                                                          Idxs+NumIdx);
2120       assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
2121       return  ConstantPointerNull::get(
2122                             PointerType::get(Ty,Ptr->getAddressSpace()));
2123     }
2124   }
2125
2126   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
2127     // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
2128     // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
2129     // getelementptr instructions into a single instruction.
2130     //
2131     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
2132       const Type *LastTy = 0;
2133       for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(CE), E = gep_type_end(CE);
2134            I != E; ++I)
2135         LastTy = *I;
2136
2137       if ((LastTy && LastTy->isArrayTy()) || Idx0->isNullValue()) {
2138         SmallVector<Value*, 16> NewIndices;
2139         NewIndices.reserve(NumIdx + CE->getNumOperands());
2140         for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands()-1; i != e; ++i)
2141           NewIndices.push_back(CE->getOperand(i));
2142
2143         // Add the last index of the source with the first index of the new GEP.
2144         // Make sure to handle the case when they are actually different types.
2145         Constant *Combined = CE->getOperand(CE->getNumOperands()-1);
2146         // Otherwise it must be an array.
2147         if (!Idx0->isNullValue()) {
2148           const Type *IdxTy = Combined->getType();
2149           if (IdxTy != Idx0->getType()) {
2150             const Type *Int64Ty = Type::getInt64Ty(IdxTy->getContext());
2151             Constant *C1 = ConstantExpr::getSExtOrBitCast(Idx0, Int64Ty);
2152             Constant *C2 = ConstantExpr::getSExtOrBitCast(Combined, Int64Ty);
2153             Combined = ConstantExpr::get(Instruction::Add, C1, C2);
2154           } else {
2155             Combined =
2156               ConstantExpr::get(Instruction::Add, Idx0, Combined);
2157           }
2158         }
2159
2160         NewIndices.push_back(Combined);
2161         NewIndices.append(Idxs+1, Idxs+NumIdx);
2162         return (inBounds && cast<GEPOperator>(CE)->isInBounds()) ?
2163           ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(CE->getOperand(0),
2164                                                  &NewIndices[0],
2165                                                  NewIndices.size()) :
2166           ConstantExpr::getGetElementPtr(CE->getOperand(0),
2167                                          &NewIndices[0],
2168                                          NewIndices.size());
2169       }
2170     }
2171
2172     // Implement folding of:
2173     //    int* getelementptr ([2 x int]* bitcast ([3 x int]* %X to [2 x int]*),
2174     //                        long 0, long 0)
2175     // To: int* getelementptr ([3 x int]* %X, long 0, long 0)
2176     //
2177     if (CE->isCast() && NumIdx > 1 && Idx0->isNullValue()) {
2178       if (const PointerType *SPT =
2179           dyn_cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType()))
2180         if (const ArrayType *SAT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getElementType()))
2181           if (const ArrayType *CAT =
2182         dyn_cast<ArrayType>(cast<PointerType>(C->getType())->getElementType()))
2183             if (CAT->getElementType() == SAT->getElementType())
2184               return inBounds ?
2185                 ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(
2186                       (Constant*)CE->getOperand(0), Idxs, NumIdx) :
2187                 ConstantExpr::getGetElementPtr(
2188                       (Constant*)CE->getOperand(0), Idxs, NumIdx);
2189     }
2190   }
2191
2192   // Check to see if any array indices are not within the corresponding
2193   // notional array bounds. If so, try to determine if they can be factored
2194   // out into preceding dimensions.
2195   bool Unknown = false;
2196   SmallVector<Constant *, 8> NewIdxs;
2197   const Type *Ty = C->getType();
2198   const Type *Prev = 0;
2199   for (unsigned i = 0; i != NumIdx;
2200        Prev = Ty, Ty = cast<CompositeType>(Ty)->getTypeAtIndex(Idxs[i]), ++i) {
2201     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idxs[i])) {
2202       if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty))
2203         if (ATy->getNumElements() <= INT64_MAX &&
2204             ATy->getNumElements() != 0 &&
2205             CI->getSExtValue() >= (int64_t)ATy->getNumElements()) {
2206           if (isa<SequentialType>(Prev)) {
2207             // It's out of range, but we can factor it into the prior
2208             // dimension.
2209             NewIdxs.resize(NumIdx);
2210             ConstantInt *Factor = ConstantInt::get(CI->getType(),
2211                                                    ATy->getNumElements());
2212             NewIdxs[i] = ConstantExpr::getSRem(CI, Factor);
2213
2214             Constant *PrevIdx = cast<Constant>(Idxs[i-1]);
2215             Constant *Div = ConstantExpr::getSDiv(CI, Factor);
2216
2217             // Before adding, extend both operands to i64 to avoid
2218             // overflow trouble.
2219             if (!PrevIdx->getType()->isIntegerTy(64))
2220               PrevIdx = ConstantExpr::getSExt(PrevIdx,
2221                                            Type::getInt64Ty(Div->getContext()));
2222             if (!Div->getType()->isIntegerTy(64))
2223               Div = ConstantExpr::getSExt(Div,
2224                                           Type::getInt64Ty(Div->getContext()));
2225
2226             NewIdxs[i-1] = ConstantExpr::getAdd(PrevIdx, Div);
2227           } else {
2228             // It's out of range, but the prior dimension is a struct
2229             // so we can't do anything about it.
2230             Unknown = true;
2231           }
2232         }
2233     } else {
2234       // We don't know if it's in range or not.
2235       Unknown = true;
2236     }
2237   }
2238
2239   // If we did any factoring, start over with the adjusted indices.
2240   if (!NewIdxs.empty()) {
2241     for (unsigned i = 0; i != NumIdx; ++i)
2242       if (!NewIdxs[i]) NewIdxs[i] = cast<Constant>(Idxs[i]);
2243     return inBounds ?
2244       ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(C, NewIdxs.data(),
2245                                              NewIdxs.size()) :
2246       ConstantExpr::getGetElementPtr(C, NewIdxs.data(), NewIdxs.size());
2247   }
2248
2249   // If all indices are known integers and normalized, we can do a simple
2250   // check for the "inbounds" property.
2251   if (!Unknown && !inBounds &&
2252       isa<GlobalVariable>(C) && isInBoundsIndices(Idxs, NumIdx))
2253     return ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(C, Idxs, NumIdx);
2254
2255   return 0;
2256 }
2257
2258 Constant *llvm::ConstantFoldGetElementPtr(Constant *C,
2259                                           bool inBounds,
2260                                           Constant* const *Idxs,
2261                                           unsigned NumIdx) {
2262   return ConstantFoldGetElementPtrImpl(C, inBounds, Idxs, NumIdx);
2263 }
2264
2265 Constant *llvm::ConstantFoldGetElementPtr(Constant *C,
2266                                           bool inBounds,
2267                                           Value* const *Idxs,
2268                                           unsigned NumIdx) {
2269   return ConstantFoldGetElementPtrImpl(C, inBounds, Idxs, NumIdx);
2270 }