Uniformize the names of type predicates: rather than having isFloatTy and
[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 (isa<PointerType>(ElTy)) 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(isa<IntegerType>(C->getType()) &&
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.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   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(Ty)) {
338     Constant *N = ConstantInt::get(DestTy, VTy->getNumElements());
339     Constant *E = getFoldedSizeOf(VTy->getElementType(), DestTy, true);
340     return ConstantExpr::getNUWMul(E, N);
341   }
342   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty))
343     if (!STy->isPacked()) {
344       unsigned NumElems = STy->getNumElements();
345       // An empty struct has size zero.
346       if (NumElems == 0)
347         return ConstantExpr::getNullValue(DestTy);
348       // Check for a struct with all members having the same size.
349       Constant *MemberSize =
350         getFoldedSizeOf(STy->getElementType(0), DestTy, true);
351       bool AllSame = true;
352       for (unsigned i = 1; i != NumElems; ++i)
353         if (MemberSize !=
354             getFoldedSizeOf(STy->getElementType(i), DestTy, true)) {
355           AllSame = false;
356           break;
357         }
358       if (AllSame) {
359         Constant *N = ConstantInt::get(DestTy, NumElems);
360         return ConstantExpr::getNUWMul(MemberSize, N);
361       }
362     }
363
364   // Pointer size doesn't depend on the pointee type, so canonicalize them
365   // to an arbitrary pointee.
366   if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty))
367     if (!PTy->getElementType()->isIntegerTy(1))
368       return
369         getFoldedSizeOf(PointerType::get(IntegerType::get(PTy->getContext(), 1),
370                                          PTy->getAddressSpace()),
371                         DestTy, true);
372
373   // If there's no interesting folding happening, bail so that we don't create
374   // a constant that looks like it needs folding but really doesn't.
375   if (!Folded)
376     return 0;
377
378   // Base case: Get a regular sizeof expression.
379   Constant *C = ConstantExpr::getSizeOf(Ty);
380   C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
381                                                     DestTy, false),
382                             C, DestTy);
383   return C;
384 }
385
386 /// getFoldedAlignOf - Return a ConstantExpr with type DestTy for alignof
387 /// on Ty, with any known factors factored out. If Folded is false,
388 /// return null if no factoring was possible, to avoid endlessly
389 /// bouncing an unfoldable expression back into the top-level folder.
390 ///
391 static Constant *getFoldedAlignOf(const Type *Ty, const Type *DestTy,
392                                   bool Folded) {
393   // The alignment of an array is equal to the alignment of the
394   // array element. Note that this is not always true for vectors.
395   if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
396     Constant *C = ConstantExpr::getAlignOf(ATy->getElementType());
397     C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
398                                                       DestTy,
399                                                       false),
400                               C, DestTy);
401     return C;
402   }
403
404   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
405     // Packed structs always have an alignment of 1.
406     if (STy->isPacked())
407       return ConstantInt::get(DestTy, 1);
408
409     // Otherwise, struct alignment is the maximum alignment of any member.
410     // Without target data, we can't compare much, but we can check to see
411     // if all the members have the same alignment.
412     unsigned NumElems = STy->getNumElements();
413     // An empty struct has minimal alignment.
414     if (NumElems == 0)
415       return ConstantInt::get(DestTy, 1);
416     // Check for a struct with all members having the same alignment.
417     Constant *MemberAlign =
418       getFoldedAlignOf(STy->getElementType(0), DestTy, true);
419     bool AllSame = true;
420     for (unsigned i = 1; i != NumElems; ++i)
421       if (MemberAlign != getFoldedAlignOf(STy->getElementType(i), DestTy, true)) {
422         AllSame = false;
423         break;
424       }
425     if (AllSame)
426       return MemberAlign;
427   }
428
429   // Pointer alignment doesn't depend on the pointee type, so canonicalize them
430   // to an arbitrary pointee.
431   if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty))
432     if (!PTy->getElementType()->isIntegerTy(1))
433       return
434         getFoldedAlignOf(PointerType::get(IntegerType::get(PTy->getContext(),
435                                                            1),
436                                           PTy->getAddressSpace()),
437                          DestTy, true);
438
439   // If there's no interesting folding happening, bail so that we don't create
440   // a constant that looks like it needs folding but really doesn't.
441   if (!Folded)
442     return 0;
443
444   // Base case: Get a regular alignof expression.
445   Constant *C = ConstantExpr::getAlignOf(Ty);
446   C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
447                                                     DestTy, false),
448                             C, DestTy);
449   return C;
450 }
451
452 /// getFoldedOffsetOf - Return a ConstantExpr with type DestTy for offsetof
453 /// on Ty and FieldNo, with any known factors factored out. If Folded is false,
454 /// return null if no factoring was possible, to avoid endlessly
455 /// bouncing an unfoldable expression back into the top-level folder.
456 ///
457 static Constant *getFoldedOffsetOf(const Type *Ty, Constant *FieldNo,
458                                    const Type *DestTy,
459                                    bool Folded) {
460   if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
461     Constant *N = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(FieldNo, false,
462                                                                 DestTy, false),
463                                         FieldNo, DestTy);
464     Constant *E = getFoldedSizeOf(ATy->getElementType(), DestTy, true);
465     return ConstantExpr::getNUWMul(E, N);
466   }
467   if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(Ty)) {
468     Constant *N = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(FieldNo, false,
469                                                                 DestTy, false),
470                                         FieldNo, DestTy);
471     Constant *E = getFoldedSizeOf(VTy->getElementType(), DestTy, true);
472     return ConstantExpr::getNUWMul(E, N);
473   }
474   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty))
475     if (!STy->isPacked()) {
476       unsigned NumElems = STy->getNumElements();
477       // An empty struct has no members.
478       if (NumElems == 0)
479         return 0;
480       // Check for a struct with all members having the same size.
481       Constant *MemberSize =
482         getFoldedSizeOf(STy->getElementType(0), DestTy, true);
483       bool AllSame = true;
484       for (unsigned i = 1; i != NumElems; ++i)
485         if (MemberSize !=
486             getFoldedSizeOf(STy->getElementType(i), DestTy, true)) {
487           AllSame = false;
488           break;
489         }
490       if (AllSame) {
491         Constant *N = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(FieldNo,
492                                                                     false,
493                                                                     DestTy,
494                                                                     false),
495                                             FieldNo, DestTy);
496         return ConstantExpr::getNUWMul(MemberSize, N);
497       }
498     }
499
500   // If there's no interesting folding happening, bail so that we don't create
501   // a constant that looks like it needs folding but really doesn't.
502   if (!Folded)
503     return 0;
504
505   // Base case: Get a regular offsetof expression.
506   Constant *C = ConstantExpr::getOffsetOf(Ty, FieldNo);
507   C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
508                                                     DestTy, false),
509                             C, DestTy);
510   return C;
511 }
512
513 Constant *llvm::ConstantFoldCastInstruction(unsigned opc, Constant *V,
514                                             const Type *DestTy) {
515   if (isa<UndefValue>(V)) {
516     // zext(undef) = 0, because the top bits will be zero.
517     // sext(undef) = 0, because the top bits will all be the same.
518     // [us]itofp(undef) = 0, because the result value is bounded.
519     if (opc == Instruction::ZExt || opc == Instruction::SExt ||
520         opc == Instruction::UIToFP || opc == Instruction::SIToFP)
521       return Constant::getNullValue(DestTy);
522     return UndefValue::get(DestTy);
523   }
524   // No compile-time operations on this type yet.
525   if (V->getType()->isPPC_FP128Ty() || DestTy->isPPC_FP128Ty())
526     return 0;
527
528   // If the cast operand is a constant expression, there's a few things we can
529   // do to try to simplify it.
530   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
531     if (CE->isCast()) {
532       // Try hard to fold cast of cast because they are often eliminable.
533       if (unsigned newOpc = foldConstantCastPair(opc, CE, DestTy))
534         return ConstantExpr::getCast(newOpc, CE->getOperand(0), DestTy);
535     } else if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
536       // If all of the indexes in the GEP are null values, there is no pointer
537       // adjustment going on.  We might as well cast the source pointer.
538       bool isAllNull = true;
539       for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
540         if (!CE->getOperand(i)->isNullValue()) {
541           isAllNull = false;
542           break;
543         }
544       if (isAllNull)
545         // This is casting one pointer type to another, always BitCast
546         return ConstantExpr::getPointerCast(CE->getOperand(0), DestTy);
547     }
548   }
549
550   // If the cast operand is a constant vector, perform the cast by
551   // operating on each element. In the cast of bitcasts, the element
552   // count may be mismatched; don't attempt to handle that here.
553   if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V))
554     if (isa<VectorType>(DestTy) &&
555         cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
556         CV->getType()->getNumElements()) {
557       std::vector<Constant*> res;
558       const VectorType *DestVecTy = cast<VectorType>(DestTy);
559       const Type *DstEltTy = DestVecTy->getElementType();
560       for (unsigned i = 0, e = CV->getType()->getNumElements(); i != e; ++i)
561         res.push_back(ConstantExpr::getCast(opc,
562                                             CV->getOperand(i), DstEltTy));
563       return ConstantVector::get(DestVecTy, res);
564     }
565
566   // We actually have to do a cast now. Perform the cast according to the
567   // opcode specified.
568   switch (opc) {
569   default:
570     llvm_unreachable("Failed to cast constant expression");
571   case Instruction::FPTrunc:
572   case Instruction::FPExt:
573     if (ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
574       bool ignored;
575       APFloat Val = FPC->getValueAPF();
576       Val.convert(DestTy->isFloatTy() ? APFloat::IEEEsingle :
577                   DestTy->isDoubleTy() ? APFloat::IEEEdouble :
578                   DestTy->isX86_FP80Ty() ? APFloat::x87DoubleExtended :
579                   DestTy->isFP128Ty() ? APFloat::IEEEquad :
580                   APFloat::Bogus,
581                   APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored);
582       return ConstantFP::get(V->getContext(), Val);
583     }
584     return 0; // Can't fold.
585   case Instruction::FPToUI: 
586   case Instruction::FPToSI:
587     if (ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
588       const APFloat &V = FPC->getValueAPF();
589       bool ignored;
590       uint64_t x[2]; 
591       uint32_t DestBitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
592       (void) V.convertToInteger(x, DestBitWidth, opc==Instruction::FPToSI,
593                                 APFloat::rmTowardZero, &ignored);
594       APInt Val(DestBitWidth, 2, x);
595       return ConstantInt::get(FPC->getContext(), Val);
596     }
597     return 0; // Can't fold.
598   case Instruction::IntToPtr:   //always treated as unsigned
599     if (V->isNullValue())       // Is it an integral null value?
600       return ConstantPointerNull::get(cast<PointerType>(DestTy));
601     return 0;                   // Other pointer types cannot be casted
602   case Instruction::PtrToInt:   // always treated as unsigned
603     // Is it a null pointer value?
604     if (V->isNullValue())
605       return ConstantInt::get(DestTy, 0);
606     // If this is a sizeof-like expression, pull out multiplications by
607     // known factors to expose them to subsequent folding. If it's an
608     // alignof-like expression, factor out known factors.
609     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
610       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr &&
611           CE->getOperand(0)->isNullValue()) {
612         const Type *Ty =
613           cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType())->getElementType();
614         if (CE->getNumOperands() == 2) {
615           // Handle a sizeof-like expression.
616           Constant *Idx = CE->getOperand(1);
617           bool isOne = isa<ConstantInt>(Idx) && cast<ConstantInt>(Idx)->isOne();
618           if (Constant *C = getFoldedSizeOf(Ty, DestTy, !isOne)) {
619             Idx = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(Idx, true,
620                                                                 DestTy, false),
621                                         Idx, DestTy);
622             return ConstantExpr::getMul(C, Idx);
623           }
624         } else if (CE->getNumOperands() == 3 &&
625                    CE->getOperand(1)->isNullValue()) {
626           // Handle an alignof-like expression.
627           if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty))
628             if (!STy->isPacked()) {
629               ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(CE->getOperand(2));
630               if (CI->isOne() &&
631                   STy->getNumElements() == 2 &&
632                   STy->getElementType(0)->isIntegerTy(1)) {
633                 return getFoldedAlignOf(STy->getElementType(1), DestTy, false);
634               }
635             }
636           // Handle an offsetof-like expression.
637           if (isa<StructType>(Ty) || isa<ArrayType>(Ty) || isa<VectorType>(Ty)){
638             if (Constant *C = getFoldedOffsetOf(Ty, CE->getOperand(2),
639                                                 DestTy, false))
640               return C;
641           }
642         }
643       }
644     // Other pointer types cannot be casted
645     return 0;
646   case Instruction::UIToFP:
647   case Instruction::SIToFP:
648     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
649       APInt api = CI->getValue();
650       const uint64_t zero[] = {0, 0};
651       APFloat apf = APFloat(APInt(DestTy->getPrimitiveSizeInBits(),
652                                   2, zero));
653       (void)apf.convertFromAPInt(api, 
654                                  opc==Instruction::SIToFP,
655                                  APFloat::rmNearestTiesToEven);
656       return ConstantFP::get(V->getContext(), apf);
657     }
658     return 0;
659   case Instruction::ZExt:
660     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
661       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
662       APInt Result(CI->getValue());
663       Result.zext(BitWidth);
664       return ConstantInt::get(V->getContext(), Result);
665     }
666     return 0;
667   case Instruction::SExt:
668     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
669       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
670       APInt Result(CI->getValue());
671       Result.sext(BitWidth);
672       return ConstantInt::get(V->getContext(), Result);
673     }
674     return 0;
675   case Instruction::Trunc: {
676     uint32_t DestBitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
677     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
678       APInt Result(CI->getValue());
679       Result.trunc(DestBitWidth);
680       return ConstantInt::get(V->getContext(), Result);
681     }
682     
683     // The input must be a constantexpr.  See if we can simplify this based on
684     // the bytes we are demanding.  Only do this if the source and dest are an
685     // even multiple of a byte.
686     if ((DestBitWidth & 7) == 0 &&
687         (cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth() & 7) == 0)
688       if (Constant *Res = ExtractConstantBytes(V, 0, DestBitWidth / 8))
689         return Res;
690       
691     return 0;
692   }
693   case Instruction::BitCast:
694     return FoldBitCast(V, DestTy);
695   }
696 }
697
698 Constant *llvm::ConstantFoldSelectInstruction(Constant *Cond,
699                                               Constant *V1, Constant *V2) {
700   if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(Cond))
701     return CB->getZExtValue() ? V1 : V2;
702
703   if (isa<UndefValue>(V1)) return V2;
704   if (isa<UndefValue>(V2)) return V1;
705   if (isa<UndefValue>(Cond)) return V1;
706   if (V1 == V2) return V1;
707   return 0;
708 }
709
710 Constant *llvm::ConstantFoldExtractElementInstruction(Constant *Val,
711                                                       Constant *Idx) {
712   if (isa<UndefValue>(Val))  // ee(undef, x) -> undef
713     return UndefValue::get(cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
714   if (Val->isNullValue())  // ee(zero, x) -> zero
715     return Constant::getNullValue(
716                           cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
717
718   if (ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
719     if (ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
720       return CVal->getOperand(CIdx->getZExtValue());
721     } else if (isa<UndefValue>(Idx)) {
722       // ee({w,x,y,z}, undef) -> w (an arbitrary value).
723       return CVal->getOperand(0);
724     }
725   }
726   return 0;
727 }
728
729 Constant *llvm::ConstantFoldInsertElementInstruction(Constant *Val,
730                                                      Constant *Elt,
731                                                      Constant *Idx) {
732   ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx);
733   if (!CIdx) return 0;
734   APInt idxVal = CIdx->getValue();
735   if (isa<UndefValue>(Val)) { 
736     // Insertion of scalar constant into vector undef
737     // Optimize away insertion of undef
738     if (isa<UndefValue>(Elt))
739       return Val;
740     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
741     // the insertion
742     unsigned numOps = 
743       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
744     std::vector<Constant*> Ops; 
745     Ops.reserve(numOps);
746     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
747       Constant *Op =
748         (idxVal == i) ? Elt : UndefValue::get(Elt->getType());
749       Ops.push_back(Op);
750     }
751     return ConstantVector::get(Ops);
752   }
753   if (isa<ConstantAggregateZero>(Val)) {
754     // Insertion of scalar constant into vector aggregate zero
755     // Optimize away insertion of zero
756     if (Elt->isNullValue())
757       return Val;
758     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
759     // the insertion
760     unsigned numOps = 
761       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
762     std::vector<Constant*> Ops; 
763     Ops.reserve(numOps);
764     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
765       Constant *Op =
766         (idxVal == i) ? Elt : Constant::getNullValue(Elt->getType());
767       Ops.push_back(Op);
768     }
769     return ConstantVector::get(Ops);
770   }
771   if (ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
772     // Insertion of scalar constant into vector constant
773     std::vector<Constant*> Ops; 
774     Ops.reserve(CVal->getNumOperands());
775     for (unsigned i = 0; i < CVal->getNumOperands(); ++i) {
776       Constant *Op =
777         (idxVal == i) ? Elt : cast<Constant>(CVal->getOperand(i));
778       Ops.push_back(Op);
779     }
780     return ConstantVector::get(Ops);
781   }
782
783   return 0;
784 }
785
786 /// GetVectorElement - If C is a ConstantVector, ConstantAggregateZero or Undef
787 /// return the specified element value.  Otherwise return null.
788 static Constant *GetVectorElement(Constant *C, unsigned EltNo) {
789   if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(C))
790     return CV->getOperand(EltNo);
791
792   const Type *EltTy = cast<VectorType>(C->getType())->getElementType();
793   if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
794     return Constant::getNullValue(EltTy);
795   if (isa<UndefValue>(C))
796     return UndefValue::get(EltTy);
797   return 0;
798 }
799
800 Constant *llvm::ConstantFoldShuffleVectorInstruction(Constant *V1,
801                                                      Constant *V2,
802                                                      Constant *Mask) {
803   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
804   if (isa<UndefValue>(Mask)) return UndefValue::get(V1->getType());
805
806   unsigned MaskNumElts = cast<VectorType>(Mask->getType())->getNumElements();
807   unsigned SrcNumElts = cast<VectorType>(V1->getType())->getNumElements();
808   const Type *EltTy = cast<VectorType>(V1->getType())->getElementType();
809
810   // Loop over the shuffle mask, evaluating each element.
811   SmallVector<Constant*, 32> Result;
812   for (unsigned i = 0; i != MaskNumElts; ++i) {
813     Constant *InElt = GetVectorElement(Mask, i);
814     if (InElt == 0) return 0;
815
816     if (isa<UndefValue>(InElt))
817       InElt = UndefValue::get(EltTy);
818     else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(InElt)) {
819       unsigned Elt = CI->getZExtValue();
820       if (Elt >= SrcNumElts*2)
821         InElt = UndefValue::get(EltTy);
822       else if (Elt >= SrcNumElts)
823         InElt = GetVectorElement(V2, Elt - SrcNumElts);
824       else
825         InElt = GetVectorElement(V1, Elt);
826       if (InElt == 0) return 0;
827     } else {
828       // Unknown value.
829       return 0;
830     }
831     Result.push_back(InElt);
832   }
833
834   return ConstantVector::get(&Result[0], Result.size());
835 }
836
837 Constant *llvm::ConstantFoldExtractValueInstruction(Constant *Agg,
838                                                     const unsigned *Idxs,
839                                                     unsigned NumIdx) {
840   // Base case: no indices, so return the entire value.
841   if (NumIdx == 0)
842     return Agg;
843
844   if (isa<UndefValue>(Agg))  // ev(undef, x) -> undef
845     return UndefValue::get(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
846                                                             Idxs,
847                                                             Idxs + NumIdx));
848
849   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg))  // ev(0, x) -> 0
850     return
851       Constant::getNullValue(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
852                                                               Idxs,
853                                                               Idxs + NumIdx));
854
855   // Otherwise recurse.
856   if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(Agg))
857     return ConstantFoldExtractValueInstruction(CS->getOperand(*Idxs),
858                                                Idxs+1, NumIdx-1);
859
860   if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(Agg))
861     return ConstantFoldExtractValueInstruction(CA->getOperand(*Idxs),
862                                                Idxs+1, NumIdx-1);
863   ConstantVector *CV = cast<ConstantVector>(Agg);
864   return ConstantFoldExtractValueInstruction(CV->getOperand(*Idxs),
865                                              Idxs+1, NumIdx-1);
866 }
867
868 Constant *llvm::ConstantFoldInsertValueInstruction(Constant *Agg,
869                                                    Constant *Val,
870                                                    const unsigned *Idxs,
871                                                    unsigned NumIdx) {
872   // Base case: no indices, so replace the entire value.
873   if (NumIdx == 0)
874     return Val;
875
876   if (isa<UndefValue>(Agg)) {
877     // Insertion of constant into aggregate undef
878     // Optimize away insertion of undef.
879     if (isa<UndefValue>(Val))
880       return Agg;
881     
882     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
883     // the insertion.
884     const CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
885     unsigned numOps;
886     if (const ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
887       numOps = AR->getNumElements();
888     else if (isa<UnionType>(AggTy))
889       numOps = 1;
890     else
891       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
892     
893     std::vector<Constant*> Ops(numOps); 
894     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
895       const Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
896       Constant *Op =
897         (*Idxs == i) ?
898         ConstantFoldInsertValueInstruction(UndefValue::get(MemberTy),
899                                            Val, Idxs+1, NumIdx-1) :
900         UndefValue::get(MemberTy);
901       Ops[i] = Op;
902     }
903     
904     if (const StructType* ST = dyn_cast<StructType>(AggTy))
905       return ConstantStruct::get(ST->getContext(), Ops, ST->isPacked());
906     if (const UnionType* UT = dyn_cast<UnionType>(AggTy)) {
907       assert(Ops.size() == 1 && "Union can only contain a single value!");
908       return ConstantUnion::get(UT, Ops[0]);
909     }
910     return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
911   }
912   
913   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg)) {
914     // Insertion of constant into aggregate zero
915     // Optimize away insertion of zero.
916     if (Val->isNullValue())
917       return Agg;
918     
919     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
920     // the insertion.
921     const CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
922     unsigned numOps;
923     if (const ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
924       numOps = AR->getNumElements();
925     else
926       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
927     
928     std::vector<Constant*> Ops(numOps);
929     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
930       const Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
931       Constant *Op =
932         (*Idxs == i) ?
933         ConstantFoldInsertValueInstruction(Constant::getNullValue(MemberTy),
934                                            Val, Idxs+1, NumIdx-1) :
935         Constant::getNullValue(MemberTy);
936       Ops[i] = Op;
937     }
938     
939     if (const StructType *ST = dyn_cast<StructType>(AggTy))
940       return ConstantStruct::get(ST->getContext(), Ops, ST->isPacked());
941     return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
942   }
943   
944   if (isa<ConstantStruct>(Agg) || isa<ConstantArray>(Agg)) {
945     // Insertion of constant into aggregate constant.
946     std::vector<Constant*> Ops(Agg->getNumOperands());
947     for (unsigned i = 0; i < Agg->getNumOperands(); ++i) {
948       Constant *Op = cast<Constant>(Agg->getOperand(i));
949       if (*Idxs == i)
950         Op = ConstantFoldInsertValueInstruction(Op, Val, Idxs+1, NumIdx-1);
951       Ops[i] = Op;
952     }
953     
954     if (const StructType* ST = dyn_cast<StructType>(Agg->getType()))
955       return ConstantStruct::get(ST->getContext(), Ops, ST->isPacked());
956     return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(Agg->getType()), Ops);
957   }
958
959   return 0;
960 }
961
962
963 Constant *llvm::ConstantFoldBinaryInstruction(unsigned Opcode,
964                                               Constant *C1, Constant *C2) {
965   // No compile-time operations on this type yet.
966   if (C1->getType()->isPPC_FP128Ty())
967     return 0;
968
969   // Handle UndefValue up front.
970   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2)) {
971     switch (Opcode) {
972     case Instruction::Xor:
973       if (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2))
974         // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
975         // idiom (misuse).
976         return Constant::getNullValue(C1->getType());
977       // Fallthrough
978     case Instruction::Add:
979     case Instruction::Sub:
980       return UndefValue::get(C1->getType());
981     case Instruction::Mul:
982     case Instruction::And:
983       return Constant::getNullValue(C1->getType());
984     case Instruction::UDiv:
985     case Instruction::SDiv:
986     case Instruction::URem:
987     case Instruction::SRem:
988       if (!isa<UndefValue>(C2))                    // undef / X -> 0
989         return Constant::getNullValue(C1->getType());
990       return C2;                                   // X / undef -> undef
991     case Instruction::Or:                          // X | undef -> -1
992       if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
993         return Constant::getAllOnesValue(PTy);
994       return Constant::getAllOnesValue(C1->getType());
995     case Instruction::LShr:
996       if (isa<UndefValue>(C2) && isa<UndefValue>(C1))
997         return C1;                                  // undef lshr undef -> undef
998       return Constant::getNullValue(C1->getType()); // X lshr undef -> 0
999                                                     // undef lshr X -> 0
1000     case Instruction::AShr:
1001       if (!isa<UndefValue>(C2))
1002         return C1;                                  // undef ashr X --> undef
1003       else if (isa<UndefValue>(C1)) 
1004         return C1;                                  // undef ashr undef -> undef
1005       else
1006         return C1;                                  // X ashr undef --> X
1007     case Instruction::Shl:
1008       // undef << X -> 0   or   X << undef -> 0
1009       return Constant::getNullValue(C1->getType());
1010     }
1011   }
1012
1013   // Handle simplifications when the RHS is a constant int.
1014   if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
1015     switch (Opcode) {
1016     case Instruction::Add:
1017       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;                         // X + 0 == X
1018       break;
1019     case Instruction::Sub:
1020       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;                         // X - 0 == X
1021       break;
1022     case Instruction::Mul:
1023       if (CI2->equalsInt(0)) return C2;                         // X * 0 == 0
1024       if (CI2->equalsInt(1))
1025         return C1;                                              // X * 1 == X
1026       break;
1027     case Instruction::UDiv:
1028     case Instruction::SDiv:
1029       if (CI2->equalsInt(1))
1030         return C1;                                            // X / 1 == X
1031       if (CI2->equalsInt(0))
1032         return UndefValue::get(CI2->getType());               // X / 0 == undef
1033       break;
1034     case Instruction::URem:
1035     case Instruction::SRem:
1036       if (CI2->equalsInt(1))
1037         return Constant::getNullValue(CI2->getType());        // X % 1 == 0
1038       if (CI2->equalsInt(0))
1039         return UndefValue::get(CI2->getType());               // X % 0 == undef
1040       break;
1041     case Instruction::And:
1042       if (CI2->isZero()) return C2;                           // X & 0 == 0
1043       if (CI2->isAllOnesValue())
1044         return C1;                                            // X & -1 == X
1045
1046       if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
1047         // (zext i32 to i64) & 4294967295 -> (zext i32 to i64)
1048         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) {
1049           unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
1050           unsigned SrcWidth =
1051             CE1->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1052           APInt PossiblySetBits(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
1053           if ((PossiblySetBits & CI2->getValue()) == PossiblySetBits)
1054             return C1;
1055         }
1056
1057         // If and'ing the address of a global with a constant, fold it.
1058         if (CE1->getOpcode() == Instruction::PtrToInt && 
1059             isa<GlobalValue>(CE1->getOperand(0))) {
1060           GlobalValue *GV = cast<GlobalValue>(CE1->getOperand(0));
1061
1062           // Functions are at least 4-byte aligned.
1063           unsigned GVAlign = GV->getAlignment();
1064           if (isa<Function>(GV))
1065             GVAlign = std::max(GVAlign, 4U);
1066
1067           if (GVAlign > 1) {
1068             unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
1069             unsigned SrcWidth = std::min(DstWidth, Log2_32(GVAlign));
1070             APInt BitsNotSet(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
1071
1072             // If checking bits we know are clear, return zero.
1073             if ((CI2->getValue() & BitsNotSet) == CI2->getValue())
1074               return Constant::getNullValue(CI2->getType());
1075           }
1076         }
1077       }
1078       break;
1079     case Instruction::Or:
1080       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;    // X | 0 == X
1081       if (CI2->isAllOnesValue())
1082         return C2;                         // X | -1 == -1
1083       break;
1084     case Instruction::Xor:
1085       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;    // X ^ 0 == X
1086
1087       if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
1088         switch (CE1->getOpcode()) {
1089         default: break;
1090         case Instruction::ICmp:
1091         case Instruction::FCmp:
1092           // cmp pred ^ true -> cmp !pred
1093           assert(CI2->equalsInt(1));
1094           CmpInst::Predicate pred = (CmpInst::Predicate)CE1->getPredicate();
1095           pred = CmpInst::getInversePredicate(pred);
1096           return ConstantExpr::getCompare(pred, CE1->getOperand(0),
1097                                           CE1->getOperand(1));
1098         }
1099       }
1100       break;
1101     case Instruction::AShr:
1102       // ashr (zext C to Ty), C2 -> lshr (zext C, CSA), C2
1103       if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1))
1104         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt)  // Top bits known zero.
1105           return ConstantExpr::getLShr(C1, C2);
1106       break;
1107     }
1108   }
1109
1110   // At this point we know neither constant is an UndefValue.
1111   if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C1)) {
1112     if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
1113       using namespace APIntOps;
1114       const APInt &C1V = CI1->getValue();
1115       const APInt &C2V = CI2->getValue();
1116       switch (Opcode) {
1117       default:
1118         break;
1119       case Instruction::Add:     
1120         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V + C2V);
1121       case Instruction::Sub:     
1122         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V - C2V);
1123       case Instruction::Mul:     
1124         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V * C2V);
1125       case Instruction::UDiv:
1126         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1127         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.udiv(C2V));
1128       case Instruction::SDiv:
1129         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1130         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
1131           return UndefValue::get(CI1->getType());   // MIN_INT / -1 -> undef
1132         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.sdiv(C2V));
1133       case Instruction::URem:
1134         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1135         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.urem(C2V));
1136       case Instruction::SRem:
1137         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1138         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
1139           return UndefValue::get(CI1->getType());   // MIN_INT % -1 -> undef
1140         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.srem(C2V));
1141       case Instruction::And:
1142         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V & C2V);
1143       case Instruction::Or:
1144         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V | C2V);
1145       case Instruction::Xor:
1146         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V ^ C2V);
1147       case Instruction::Shl: {
1148         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
1149         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
1150           return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.shl(shiftAmt));
1151         else
1152           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
1153       }
1154       case Instruction::LShr: {
1155         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
1156         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
1157           return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.lshr(shiftAmt));
1158         else
1159           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
1160       }
1161       case Instruction::AShr: {
1162         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
1163         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
1164           return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.ashr(shiftAmt));
1165         else
1166           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
1167       }
1168       }
1169     }
1170
1171     switch (Opcode) {
1172     case Instruction::SDiv:
1173     case Instruction::UDiv:
1174     case Instruction::URem:
1175     case Instruction::SRem:
1176     case Instruction::LShr:
1177     case Instruction::AShr:
1178     case Instruction::Shl:
1179       if (CI1->equalsInt(0)) return C1;
1180       break;
1181     default:
1182       break;
1183     }
1184   } else if (ConstantFP *CFP1 = dyn_cast<ConstantFP>(C1)) {
1185     if (ConstantFP *CFP2 = dyn_cast<ConstantFP>(C2)) {
1186       APFloat C1V = CFP1->getValueAPF();
1187       APFloat C2V = CFP2->getValueAPF();
1188       APFloat C3V = C1V;  // copy for modification
1189       switch (Opcode) {
1190       default:                   
1191         break;
1192       case Instruction::FAdd:
1193         (void)C3V.add(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1194         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1195       case Instruction::FSub:
1196         (void)C3V.subtract(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1197         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1198       case Instruction::FMul:
1199         (void)C3V.multiply(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1200         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1201       case Instruction::FDiv:
1202         (void)C3V.divide(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1203         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1204       case Instruction::FRem:
1205         (void)C3V.mod(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1206         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1207       }
1208     }
1209   } else if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType())) {
1210     ConstantVector *CP1 = dyn_cast<ConstantVector>(C1);
1211     ConstantVector *CP2 = dyn_cast<ConstantVector>(C2);
1212     if ((CP1 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C1)) &&
1213         (CP2 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C2))) {
1214       std::vector<Constant*> Res;
1215       const Type* EltTy = VTy->getElementType();  
1216       Constant *C1 = 0;
1217       Constant *C2 = 0;
1218       switch (Opcode) {
1219       default:
1220         break;
1221       case Instruction::Add:
1222         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1223           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1224           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1225           Res.push_back(ConstantExpr::getAdd(C1, C2));
1226         }
1227         return ConstantVector::get(Res);
1228       case Instruction::FAdd:
1229         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1230           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1231           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1232           Res.push_back(ConstantExpr::getFAdd(C1, C2));
1233         }
1234         return ConstantVector::get(Res);
1235       case Instruction::Sub:
1236         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1237           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1238           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1239           Res.push_back(ConstantExpr::getSub(C1, C2));
1240         }
1241         return ConstantVector::get(Res);
1242       case Instruction::FSub:
1243         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1244           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1245           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1246           Res.push_back(ConstantExpr::getFSub(C1, C2));
1247         }
1248         return ConstantVector::get(Res);
1249       case Instruction::Mul:
1250         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1251           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1252           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1253           Res.push_back(ConstantExpr::getMul(C1, C2));
1254         }
1255         return ConstantVector::get(Res);
1256       case Instruction::FMul:
1257         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1258           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1259           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1260           Res.push_back(ConstantExpr::getFMul(C1, C2));
1261         }
1262         return ConstantVector::get(Res);
1263       case Instruction::UDiv:
1264         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1265           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1266           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1267           Res.push_back(ConstantExpr::getUDiv(C1, C2));
1268         }
1269         return ConstantVector::get(Res);
1270       case Instruction::SDiv:
1271         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1272           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1273           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1274           Res.push_back(ConstantExpr::getSDiv(C1, C2));
1275         }
1276         return ConstantVector::get(Res);
1277       case Instruction::FDiv:
1278         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1279           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1280           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1281           Res.push_back(ConstantExpr::getFDiv(C1, C2));
1282         }
1283         return ConstantVector::get(Res);
1284       case Instruction::URem:
1285         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1286           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1287           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1288           Res.push_back(ConstantExpr::getURem(C1, C2));
1289         }
1290         return ConstantVector::get(Res);
1291       case Instruction::SRem:
1292         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1293           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1294           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1295           Res.push_back(ConstantExpr::getSRem(C1, C2));
1296         }
1297         return ConstantVector::get(Res);
1298       case Instruction::FRem:
1299         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1300           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1301           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1302           Res.push_back(ConstantExpr::getFRem(C1, C2));
1303         }
1304         return ConstantVector::get(Res);
1305       case Instruction::And: 
1306         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1307           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1308           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1309           Res.push_back(ConstantExpr::getAnd(C1, C2));
1310         }
1311         return ConstantVector::get(Res);
1312       case Instruction::Or:
1313         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1314           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1315           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1316           Res.push_back(ConstantExpr::getOr(C1, C2));
1317         }
1318         return ConstantVector::get(Res);
1319       case Instruction::Xor:
1320         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1321           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1322           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1323           Res.push_back(ConstantExpr::getXor(C1, C2));
1324         }
1325         return ConstantVector::get(Res);
1326       case Instruction::LShr:
1327         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1328           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1329           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1330           Res.push_back(ConstantExpr::getLShr(C1, C2));
1331         }
1332         return ConstantVector::get(Res);
1333       case Instruction::AShr:
1334         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1335           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1336           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1337           Res.push_back(ConstantExpr::getAShr(C1, C2));
1338         }
1339         return ConstantVector::get(Res);
1340       case Instruction::Shl:
1341         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1342           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1343           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1344           Res.push_back(ConstantExpr::getShl(C1, C2));
1345         }
1346         return ConstantVector::get(Res);
1347       }
1348     }
1349   }
1350
1351   if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
1352     // There are many possible foldings we could do here.  We should probably
1353     // at least fold add of a pointer with an integer into the appropriate
1354     // getelementptr.  This will improve alias analysis a bit.
1355
1356     // Given ((a + b) + c), if (b + c) folds to something interesting, return
1357     // (a + (b + c)).
1358     if (Instruction::isAssociative(Opcode, C1->getType()) &&
1359         CE1->getOpcode() == Opcode) {
1360       Constant *T = ConstantExpr::get(Opcode, CE1->getOperand(1), C2);
1361       if (!isa<ConstantExpr>(T) || cast<ConstantExpr>(T)->getOpcode() != Opcode)
1362         return ConstantExpr::get(Opcode, CE1->getOperand(0), T);
1363     }
1364   } else if (isa<ConstantExpr>(C2)) {
1365     // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flop them around and fold the
1366     // other way if possible.
1367     switch (Opcode) {
1368     case Instruction::Add:
1369     case Instruction::FAdd:
1370     case Instruction::Mul:
1371     case Instruction::FMul:
1372     case Instruction::And:
1373     case Instruction::Or:
1374     case Instruction::Xor:
1375       // No change of opcode required.
1376       return ConstantFoldBinaryInstruction(Opcode, C2, C1);
1377
1378     case Instruction::Shl:
1379     case Instruction::LShr:
1380     case Instruction::AShr:
1381     case Instruction::Sub:
1382     case Instruction::FSub:
1383     case Instruction::SDiv:
1384     case Instruction::UDiv:
1385     case Instruction::FDiv:
1386     case Instruction::URem:
1387     case Instruction::SRem:
1388     case Instruction::FRem:
1389     default:  // These instructions cannot be flopped around.
1390       break;
1391     }
1392   }
1393
1394   // i1 can be simplified in many cases.
1395   if (C1->getType()->isIntegerTy(1)) {
1396     switch (Opcode) {
1397     case Instruction::Add:
1398     case Instruction::Sub:
1399       return ConstantExpr::getXor(C1, C2);
1400     case Instruction::Mul:
1401       return ConstantExpr::getAnd(C1, C2);
1402     case Instruction::Shl:
1403     case Instruction::LShr:
1404     case Instruction::AShr:
1405       // We can assume that C2 == 0.  If it were one the result would be
1406       // undefined because the shift value is as large as the bitwidth.
1407       return C1;
1408     case Instruction::SDiv:
1409     case Instruction::UDiv:
1410       // We can assume that C2 == 1.  If it were zero the result would be
1411       // undefined through division by zero.
1412       return C1;
1413     case Instruction::URem:
1414     case Instruction::SRem:
1415       // We can assume that C2 == 1.  If it were zero the result would be
1416       // undefined through division by zero.
1417       return ConstantInt::getFalse(C1->getContext());
1418     default:
1419       break;
1420     }
1421   }
1422
1423   // We don't know how to fold this.
1424   return 0;
1425 }
1426
1427 /// isZeroSizedType - This type is zero sized if its an array or structure of
1428 /// zero sized types.  The only leaf zero sized type is an empty structure.
1429 static bool isMaybeZeroSizedType(const Type *Ty) {
1430   if (isa<OpaqueType>(Ty)) return true;  // Can't say.
1431   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
1432
1433     // If all of elements have zero size, this does too.
1434     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
1435       if (!isMaybeZeroSizedType(STy->getElementType(i))) return false;
1436     return true;
1437
1438   } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
1439     return isMaybeZeroSizedType(ATy->getElementType());
1440   }
1441   return false;
1442 }
1443
1444 /// IdxCompare - Compare the two constants as though they were getelementptr
1445 /// indices.  This allows coersion of the types to be the same thing.
1446 ///
1447 /// If the two constants are the "same" (after coersion), return 0.  If the
1448 /// first is less than the second, return -1, if the second is less than the
1449 /// first, return 1.  If the constants are not integral, return -2.
1450 ///
1451 static int IdxCompare(Constant *C1, Constant *C2,  const Type *ElTy) {
1452   if (C1 == C2) return 0;
1453
1454   // Ok, we found a different index.  If they are not ConstantInt, we can't do
1455   // anything with them.
1456   if (!isa<ConstantInt>(C1) || !isa<ConstantInt>(C2))
1457     return -2; // don't know!
1458
1459   // Ok, we have two differing integer indices.  Sign extend them to be the same
1460   // type.  Long is always big enough, so we use it.
1461   if (!C1->getType()->isIntegerTy(64))
1462     C1 = ConstantExpr::getSExt(C1, Type::getInt64Ty(C1->getContext()));
1463
1464   if (!C2->getType()->isIntegerTy(64))
1465     C2 = ConstantExpr::getSExt(C2, Type::getInt64Ty(C1->getContext()));
1466
1467   if (C1 == C2) return 0;  // They are equal
1468
1469   // If the type being indexed over is really just a zero sized type, there is
1470   // no pointer difference being made here.
1471   if (isMaybeZeroSizedType(ElTy))
1472     return -2; // dunno.
1473
1474   // If they are really different, now that they are the same type, then we
1475   // found a difference!
1476   if (cast<ConstantInt>(C1)->getSExtValue() < 
1477       cast<ConstantInt>(C2)->getSExtValue())
1478     return -1;
1479   else
1480     return 1;
1481 }
1482
1483 /// evaluateFCmpRelation - This function determines if there is anything we can
1484 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
1485 /// things like ConstantFP comparisons, but should instead handle ConstantExprs.
1486 /// If we can determine that the two constants have a particular relation to 
1487 /// each other, we should return the corresponding FCmpInst predicate, 
1488 /// otherwise return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE. This is used below in
1489 /// ConstantFoldCompareInstruction.
1490 ///
1491 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
1492 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider ConstantFP
1493 /// to be the simplest, and ConstantExprs to be the most complex.
1494 static FCmpInst::Predicate evaluateFCmpRelation(Constant *V1, Constant *V2) {
1495   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
1496          "Cannot compare values of different types!");
1497
1498   // No compile-time operations on this type yet.
1499   if (V1->getType()->isPPC_FP128Ty())
1500     return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1501
1502   // Handle degenerate case quickly
1503   if (V1 == V2) return FCmpInst::FCMP_OEQ;
1504
1505   if (!isa<ConstantExpr>(V1)) {
1506     if (!isa<ConstantExpr>(V2)) {
1507       // We distilled thisUse the standard constant folder for a few cases
1508       ConstantInt *R = 0;
1509       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1510                       ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OEQ, V1, V2));
1511       if (R && !R->isZero()) 
1512         return FCmpInst::FCMP_OEQ;
1513       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1514                       ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OLT, V1, V2));
1515       if (R && !R->isZero()) 
1516         return FCmpInst::FCMP_OLT;
1517       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1518                       ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OGT, V1, V2));
1519       if (R && !R->isZero()) 
1520         return FCmpInst::FCMP_OGT;
1521
1522       // Nothing more we can do
1523       return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1524     }
1525
1526     // If the first operand is simple and second is ConstantExpr, swap operands.
1527     FCmpInst::Predicate SwappedRelation = evaluateFCmpRelation(V2, V1);
1528     if (SwappedRelation != FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE)
1529       return FCmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1530   } else {
1531     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
1532     // constantexpr or a simple constant.
1533     ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
1534     switch (CE1->getOpcode()) {
1535     case Instruction::FPTrunc:
1536     case Instruction::FPExt:
1537     case Instruction::UIToFP:
1538     case Instruction::SIToFP:
1539       // We might be able to do something with these but we don't right now.
1540       break;
1541     default:
1542       break;
1543     }
1544   }
1545   // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1546   // probably be added on demand, as they seem needed.
1547   return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1548 }
1549
1550 /// evaluateICmpRelation - This function determines if there is anything we can
1551 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
1552 /// things like integer comparisons, but should instead handle ConstantExprs
1553 /// and GlobalValues.  If we can determine that the two constants have a
1554 /// particular relation to each other, we should return the corresponding ICmp
1555 /// predicate, otherwise return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE.
1556 ///
1557 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
1558 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider simple
1559 /// constants (like ConstantInt) to be the simplest, followed by
1560 /// GlobalValues, followed by ConstantExpr's (the most complex).
1561 ///
1562 static ICmpInst::Predicate evaluateICmpRelation(Constant *V1, Constant *V2,
1563                                                 bool isSigned) {
1564   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
1565          "Cannot compare different types of values!");
1566   if (V1 == V2) return ICmpInst::ICMP_EQ;
1567
1568   if (!isa<ConstantExpr>(V1) && !isa<GlobalValue>(V1) &&
1569       !isa<BlockAddress>(V1)) {
1570     if (!isa<GlobalValue>(V2) && !isa<ConstantExpr>(V2) &&
1571         !isa<BlockAddress>(V2)) {
1572       // We distilled this down to a simple case, use the standard constant
1573       // folder.
1574       ConstantInt *R = 0;
1575       ICmpInst::Predicate pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
1576       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, V1, V2));
1577       if (R && !R->isZero()) 
1578         return pred;
1579       pred = isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1580       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, V1, V2));
1581       if (R && !R->isZero())
1582         return pred;
1583       pred = isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1584       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, V1, V2));
1585       if (R && !R->isZero())
1586         return pred;
1587
1588       // If we couldn't figure it out, bail.
1589       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1590     }
1591
1592     // If the first operand is simple, swap operands.
1593     ICmpInst::Predicate SwappedRelation = 
1594       evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1595     if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1596       return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1597
1598   } else if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V1)) {
1599     if (isa<ConstantExpr>(V2)) {  // Swap as necessary.
1600       ICmpInst::Predicate SwappedRelation = 
1601         evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1602       if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1603         return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1604       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1605     }
1606
1607     // Now we know that the RHS is a GlobalValue, BlockAddress or simple
1608     // constant (which, since the types must match, means that it's a
1609     // ConstantPointerNull).
1610     if (const GlobalValue *GV2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1611       // Don't try to decide equality of aliases.
1612       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !isa<GlobalAlias>(GV2))
1613         if (!GV->hasExternalWeakLinkage() || !GV2->hasExternalWeakLinkage())
1614           return ICmpInst::ICMP_NE;
1615     } else if (isa<BlockAddress>(V2)) {
1616       return ICmpInst::ICMP_NE; // Globals never equal labels.
1617     } else {
1618       assert(isa<ConstantPointerNull>(V2) && "Canonicalization guarantee!");
1619       // GlobalVals can never be null unless they have external weak linkage.
1620       // We don't try to evaluate aliases here.
1621       if (!GV->hasExternalWeakLinkage() && !isa<GlobalAlias>(GV))
1622         return ICmpInst::ICMP_NE;
1623     }
1624   } else if (const BlockAddress *BA = dyn_cast<BlockAddress>(V1)) {
1625     if (isa<ConstantExpr>(V2)) {  // Swap as necessary.
1626       ICmpInst::Predicate SwappedRelation = 
1627         evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1628       if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1629         return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1630       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1631     }
1632     
1633     // Now we know that the RHS is a GlobalValue, BlockAddress or simple
1634     // constant (which, since the types must match, means that it is a
1635     // ConstantPointerNull).
1636     if (const BlockAddress *BA2 = dyn_cast<BlockAddress>(V2)) {
1637       // Block address in another function can't equal this one, but block
1638       // addresses in the current function might be the same if blocks are
1639       // empty.
1640       if (BA2->getFunction() != BA->getFunction())
1641         return ICmpInst::ICMP_NE;
1642     } else {
1643       // Block addresses aren't null, don't equal the address of globals.
1644       assert((isa<ConstantPointerNull>(V2) || isa<GlobalValue>(V2)) &&
1645              "Canonicalization guarantee!");
1646       return ICmpInst::ICMP_NE;
1647     }
1648   } else {
1649     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
1650     // constantexpr, a global, block address, or a simple constant.
1651     ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
1652     Constant *CE1Op0 = CE1->getOperand(0);
1653
1654     switch (CE1->getOpcode()) {
1655     case Instruction::Trunc:
1656     case Instruction::FPTrunc:
1657     case Instruction::FPExt:
1658     case Instruction::FPToUI:
1659     case Instruction::FPToSI:
1660       break; // We can't evaluate floating point casts or truncations.
1661
1662     case Instruction::UIToFP:
1663     case Instruction::SIToFP:
1664     case Instruction::BitCast:
1665     case Instruction::ZExt:
1666     case Instruction::SExt:
1667       // If the cast is not actually changing bits, and the second operand is a
1668       // null pointer, do the comparison with the pre-casted value.
1669       if (V2->isNullValue() &&
1670           (isa<PointerType>(CE1->getType()) || CE1->getType()->isIntegerTy())) {
1671         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) isSigned = false;
1672         if (CE1->getOpcode() == Instruction::SExt) isSigned = true;
1673         return evaluateICmpRelation(CE1Op0,
1674                                     Constant::getNullValue(CE1Op0->getType()), 
1675                                     isSigned);
1676       }
1677       break;
1678
1679     case Instruction::GetElementPtr:
1680       // Ok, since this is a getelementptr, we know that the constant has a
1681       // pointer type.  Check the various cases.
1682       if (isa<ConstantPointerNull>(V2)) {
1683         // If we are comparing a GEP to a null pointer, check to see if the base
1684         // of the GEP equals the null pointer.
1685         if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1686           if (GV->hasExternalWeakLinkage())
1687             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing that
1688             // to null pointer so its greater-or-equal
1689             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : ICmpInst::ICMP_UGE;
1690           else 
1691             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1692             // so the result is greater-than
1693             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1694         } else if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1695           // If we are indexing from a null pointer, check to see if we have any
1696           // non-zero indices.
1697           for (unsigned i = 1, e = CE1->getNumOperands(); i != e; ++i)
1698             if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue())
1699               // Offsetting from null, must not be equal.
1700               return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1701           // Only zero indexes from null, must still be zero.
1702           return ICmpInst::ICMP_EQ;
1703         }
1704         // Otherwise, we can't really say if the first operand is null or not.
1705       } else if (const GlobalValue *GV2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1706         if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1707           if (GV2->hasExternalWeakLinkage())
1708             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing it to
1709             // a null pointer, so its less-or-equal
1710             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLE : ICmpInst::ICMP_ULE;
1711           else
1712             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1713             // so the result is less-than
1714             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1715         } else if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1716           if (GV == GV2) {
1717             // If this is a getelementptr of the same global, then it must be
1718             // different.  Because the types must match, the getelementptr could
1719             // only have at most one index, and because we fold getelementptr's
1720             // with a single zero index, it must be nonzero.
1721             assert(CE1->getNumOperands() == 2 &&
1722                    !CE1->getOperand(1)->isNullValue() &&
1723                    "Suprising getelementptr!");
1724             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1725           } else {
1726             // If they are different globals, we don't know what the value is,
1727             // but they can't be equal.
1728             return ICmpInst::ICMP_NE;
1729           }
1730         }
1731       } else {
1732         ConstantExpr *CE2 = cast<ConstantExpr>(V2);
1733         Constant *CE2Op0 = CE2->getOperand(0);
1734
1735         // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1736         // probably be added on demand, as they seem needed.
1737         switch (CE2->getOpcode()) {
1738         default: break;
1739         case Instruction::GetElementPtr:
1740           // By far the most common case to handle is when the base pointers are
1741           // obviously to the same or different globals.
1742           if (isa<GlobalValue>(CE1Op0) && isa<GlobalValue>(CE2Op0)) {
1743             if (CE1Op0 != CE2Op0) // Don't know relative ordering, but not equal
1744               return ICmpInst::ICMP_NE;
1745             // Ok, we know that both getelementptr instructions are based on the
1746             // same global.  From this, we can precisely determine the relative
1747             // ordering of the resultant pointers.
1748             unsigned i = 1;
1749
1750             // The logic below assumes that the result of the comparison
1751             // can be determined by finding the first index that differs.
1752             // This doesn't work if there is over-indexing in any
1753             // subsequent indices, so check for that case first.
1754             if (!CE1->isGEPWithNoNotionalOverIndexing() ||
1755                 !CE2->isGEPWithNoNotionalOverIndexing())
1756                return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1757
1758             // Compare all of the operands the GEP's have in common.
1759             gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(CE1);
1760             for (;i != CE1->getNumOperands() && i != CE2->getNumOperands();
1761                  ++i, ++GTI)
1762               switch (IdxCompare(CE1->getOperand(i),
1763                                  CE2->getOperand(i), GTI.getIndexedType())) {
1764               case -1: return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT:ICmpInst::ICMP_ULT;
1765               case 1:  return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT:ICmpInst::ICMP_UGT;
1766               case -2: return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1767               }
1768
1769             // Ok, we ran out of things they have in common.  If any leftovers
1770             // are non-zero then we have a difference, otherwise we are equal.
1771             for (; i < CE1->getNumOperands(); ++i)
1772               if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue()) {
1773                 if (isa<ConstantInt>(CE1->getOperand(i)))
1774                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1775                 else
1776                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1777               }
1778
1779             for (; i < CE2->getNumOperands(); ++i)
1780               if (!CE2->getOperand(i)->isNullValue()) {
1781                 if (isa<ConstantInt>(CE2->getOperand(i)))
1782                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1783                 else
1784                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1785               }
1786             return ICmpInst::ICMP_EQ;
1787           }
1788         }
1789       }
1790     default:
1791       break;
1792     }
1793   }
1794
1795   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1796 }
1797
1798 Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstruction(unsigned short pred, 
1799                                                Constant *C1, Constant *C2) {
1800   const Type *ResultTy;
1801   if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
1802     ResultTy = VectorType::get(Type::getInt1Ty(C1->getContext()),
1803                                VT->getNumElements());
1804   else
1805     ResultTy = Type::getInt1Ty(C1->getContext());
1806
1807   // Fold FCMP_FALSE/FCMP_TRUE unconditionally.
1808   if (pred == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1809     return Constant::getNullValue(ResultTy);
1810
1811   if (pred == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1812     return Constant::getAllOnesValue(ResultTy);
1813
1814   // Handle some degenerate cases first
1815   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2))
1816     return UndefValue::get(ResultTy);
1817
1818   // No compile-time operations on this type yet.
1819   if (C1->getType()->isPPC_FP128Ty())
1820     return 0;
1821
1822   // icmp eq/ne(null,GV) -> false/true
1823   if (C1->isNullValue()) {
1824     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C2))
1825       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1826       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1827         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1828           return ConstantInt::getFalse(C1->getContext());
1829         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1830           return ConstantInt::getTrue(C1->getContext());
1831       }
1832   // icmp eq/ne(GV,null) -> false/true
1833   } else if (C2->isNullValue()) {
1834     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C1))
1835       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1836       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1837         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1838           return ConstantInt::getFalse(C1->getContext());
1839         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1840           return ConstantInt::getTrue(C1->getContext());
1841       }
1842   }
1843
1844   // If the comparison is a comparison between two i1's, simplify it.
1845   if (C1->getType()->isIntegerTy(1)) {
1846     switch(pred) {
1847     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1848       if (isa<ConstantInt>(C2))
1849         return ConstantExpr::getXor(C1, ConstantExpr::getNot(C2));
1850       return ConstantExpr::getXor(ConstantExpr::getNot(C1), C2);
1851     case ICmpInst::ICMP_NE:
1852       return ConstantExpr::getXor(C1, C2);
1853     default:
1854       break;
1855     }
1856   }
1857
1858   if (isa<ConstantInt>(C1) && isa<ConstantInt>(C2)) {
1859     APInt V1 = cast<ConstantInt>(C1)->getValue();
1860     APInt V2 = cast<ConstantInt>(C2)->getValue();
1861     switch (pred) {
1862     default: llvm_unreachable("Invalid ICmp Predicate"); return 0;
1863     case ICmpInst::ICMP_EQ:  return ConstantInt::get(ResultTy, V1 == V2);
1864     case ICmpInst::ICMP_NE:  return ConstantInt::get(ResultTy, V1 != V2);
1865     case ICmpInst::ICMP_SLT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.slt(V2));
1866     case ICmpInst::ICMP_SGT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.sgt(V2));
1867     case ICmpInst::ICMP_SLE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.sle(V2));
1868     case ICmpInst::ICMP_SGE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.sge(V2));
1869     case ICmpInst::ICMP_ULT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.ult(V2));
1870     case ICmpInst::ICMP_UGT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.ugt(V2));
1871     case ICmpInst::ICMP_ULE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.ule(V2));
1872     case ICmpInst::ICMP_UGE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.uge(V2));
1873     }
1874   } else if (isa<ConstantFP>(C1) && isa<ConstantFP>(C2)) {
1875     APFloat C1V = cast<ConstantFP>(C1)->getValueAPF();
1876     APFloat C2V = cast<ConstantFP>(C2)->getValueAPF();
1877     APFloat::cmpResult R = C1V.compare(C2V);
1878     switch (pred) {
1879     default: llvm_unreachable("Invalid FCmp Predicate"); return 0;
1880     case FCmpInst::FCMP_FALSE: return Constant::getNullValue(ResultTy);
1881     case FCmpInst::FCMP_TRUE:  return Constant::getAllOnesValue(ResultTy);
1882     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1883       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered);
1884     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1885       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpUnordered);
1886     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1887       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered ||
1888                                         R==APFloat::cmpEqual);
1889     case FCmpInst::FCMP_OEQ:   
1890       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpEqual);
1891     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1892       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpEqual);
1893     case FCmpInst::FCMP_ONE:   
1894       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpLessThan ||
1895                                         R==APFloat::cmpGreaterThan);
1896     case FCmpInst::FCMP_ULT: 
1897       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered ||
1898                                         R==APFloat::cmpLessThan);
1899     case FCmpInst::FCMP_OLT:   
1900       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpLessThan);
1901     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1902       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered ||
1903                                         R==APFloat::cmpGreaterThan);
1904     case FCmpInst::FCMP_OGT:
1905       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpGreaterThan);
1906     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1907       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpGreaterThan);
1908     case FCmpInst::FCMP_OLE: 
1909       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpLessThan ||
1910                                         R==APFloat::cmpEqual);
1911     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1912       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpLessThan);
1913     case FCmpInst::FCMP_OGE: 
1914       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpGreaterThan ||
1915                                         R==APFloat::cmpEqual);
1916     }
1917   } else if (isa<VectorType>(C1->getType())) {
1918     SmallVector<Constant*, 16> C1Elts, C2Elts;
1919     C1->getVectorElements(C1Elts);
1920     C2->getVectorElements(C2Elts);
1921     if (C1Elts.empty() || C2Elts.empty())
1922       return 0;
1923
1924     // If we can constant fold the comparison of each element, constant fold
1925     // the whole vector comparison.
1926     SmallVector<Constant*, 4> ResElts;
1927     for (unsigned i = 0, e = C1Elts.size(); i != e; ++i) {
1928       // Compare the elements, producing an i1 result or constant expr.
1929       ResElts.push_back(ConstantExpr::getCompare(pred, C1Elts[i], C2Elts[i]));
1930     }
1931     return ConstantVector::get(&ResElts[0], ResElts.size());
1932   }
1933
1934   if (C1->getType()->isFloatingPointTy()) {
1935     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
1936     switch (evaluateFCmpRelation(C1, C2)) {
1937     default: llvm_unreachable("Unknown relation!");
1938     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1939     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1940     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1941     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1942     case FCmpInst::FCMP_ULT:
1943     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1944     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1945     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1946     case FCmpInst::FCMP_TRUE:
1947     case FCmpInst::FCMP_FALSE:
1948     case FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE:
1949       break; // Couldn't determine anything about these constants.
1950     case FCmpInst::FCMP_OEQ: // We know that C1 == C2
1951       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UEQ || pred == FCmpInst::FCMP_OEQ ||
1952                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
1953                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
1954       break;
1955     case FCmpInst::FCMP_OLT: // We know that C1 < C2
1956       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
1957                 pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT ||
1958                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE);
1959       break;
1960     case FCmpInst::FCMP_OGT: // We know that C1 > C2
1961       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
1962                 pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT ||
1963                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
1964       break;
1965     case FCmpInst::FCMP_OLE: // We know that C1 <= C2
1966       // We can only partially decide this relation.
1967       if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT) 
1968         Result = 0;
1969       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT) 
1970         Result = 1;
1971       break;
1972     case FCmpInst::FCMP_OGE: // We known that C1 >= C2
1973       // We can only partially decide this relation.
1974       if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT) 
1975         Result = 0;
1976       else if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT) 
1977         Result = 1;
1978       break;
1979     case ICmpInst::ICMP_NE: // We know that C1 != C2
1980       // We can only partially decide this relation.
1981       if (pred == FCmpInst::FCMP_OEQ || pred == FCmpInst::FCMP_UEQ) 
1982         Result = 0;
1983       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ONE || pred == FCmpInst::FCMP_UNE) 
1984         Result = 1;
1985       break;
1986     }
1987
1988     // If we evaluated the result, return it now.
1989     if (Result != -1)
1990       return ConstantInt::get(ResultTy, Result);
1991
1992   } else {
1993     // Evaluate the relation between the two constants, per the predicate.
1994     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
1995     switch (evaluateICmpRelation(C1, C2, CmpInst::isSigned(pred))) {
1996     default: llvm_unreachable("Unknown relational!");
1997     case ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE:
1998       break;  // Couldn't determine anything about these constants.
1999     case ICmpInst::ICMP_EQ:   // We know the constants are equal!
2000       // If we know the constants are equal, we can decide the result of this
2001       // computation precisely.
2002       Result = ICmpInst::isTrueWhenEqual((ICmpInst::Predicate)pred);
2003       break;
2004     case ICmpInst::ICMP_ULT:
2005       switch (pred) {
2006       case ICmpInst::ICMP_ULT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_ULE:
2007         Result = 1; break;
2008       case ICmpInst::ICMP_UGT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_UGE:
2009         Result = 0; break;
2010       }
2011       break;
2012     case ICmpInst::ICMP_SLT:
2013       switch (pred) {
2014       case ICmpInst::ICMP_SLT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_SLE:
2015         Result = 1; break;
2016       case ICmpInst::ICMP_SGT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_SGE:
2017         Result = 0; break;
2018       }
2019       break;
2020     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2021       switch (pred) {
2022       case ICmpInst::ICMP_UGT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_UGE:
2023         Result = 1; break;
2024       case ICmpInst::ICMP_ULT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_ULE:
2025         Result = 0; break;
2026       }
2027       break;
2028     case ICmpInst::ICMP_SGT:
2029       switch (pred) {
2030       case ICmpInst::ICMP_SGT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_SGE:
2031         Result = 1; break;
2032       case ICmpInst::ICMP_SLT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_SLE:
2033         Result = 0; break;
2034       }
2035       break;
2036     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2037       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT) Result = 0;
2038       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT || pred == ICmpInst::ICMP_ULE) Result = 1;
2039       break;
2040     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2041       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT) Result = 0;
2042       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT || pred == ICmpInst::ICMP_SLE) Result = 1;
2043       break;
2044     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2045       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT) Result = 0;
2046       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT || pred == ICmpInst::ICMP_UGE) Result = 1;
2047       break;
2048     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2049       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT) Result = 0;
2050       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT || pred == ICmpInst::ICMP_SGE) Result = 1;
2051       break;
2052     case ICmpInst::ICMP_NE:
2053       if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ) Result = 0;
2054       if (pred == ICmpInst::ICMP_NE) Result = 1;
2055       break;
2056     }
2057
2058     // If we evaluated the result, return it now.
2059     if (Result != -1)
2060       return ConstantInt::get(ResultTy, Result);
2061
2062     // If the right hand side is a bitcast, try using its inverse to simplify
2063     // it by moving it to the left hand side.  We can't do this if it would turn
2064     // a vector compare into a scalar compare or visa versa.
2065     if (ConstantExpr *CE2 = dyn_cast<ConstantExpr>(C2)) {
2066       Constant *CE2Op0 = CE2->getOperand(0);
2067       if (CE2->getOpcode() == Instruction::BitCast &&
2068           isa<VectorType>(CE2->getType())==isa<VectorType>(CE2Op0->getType())) {
2069         Constant *Inverse = ConstantExpr::getBitCast(C1, CE2Op0->getType());
2070         return ConstantExpr::getICmp(pred, Inverse, CE2Op0);
2071       }
2072     }
2073
2074     // If the left hand side is an extension, try eliminating it.
2075     if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
2076       if (CE1->getOpcode() == Instruction::SExt ||
2077           CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) {
2078         Constant *CE1Op0 = CE1->getOperand(0);
2079         Constant *CE1Inverse = ConstantExpr::getTrunc(CE1, CE1Op0->getType());
2080         if (CE1Inverse == CE1Op0) {
2081           // Check whether we can safely truncate the right hand side.
2082           Constant *C2Inverse = ConstantExpr::getTrunc(C2, CE1Op0->getType());
2083           if (ConstantExpr::getZExt(C2Inverse, C2->getType()) == C2) {
2084             return ConstantExpr::getICmp(pred, CE1Inverse, C2Inverse);
2085           }
2086         }
2087       }
2088     }
2089
2090     if ((!isa<ConstantExpr>(C1) && isa<ConstantExpr>(C2)) ||
2091         (C1->isNullValue() && !C2->isNullValue())) {
2092       // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flip them around and fold the
2093       // other way if possible.
2094       // Also, if C1 is null and C2 isn't, flip them around.
2095       switch (pred) {
2096       case ICmpInst::ICMP_EQ:
2097       case ICmpInst::ICMP_NE:
2098         // No change of predicate required.
2099         return ConstantExpr::getICmp(pred, C2, C1);
2100
2101       case ICmpInst::ICMP_ULT:
2102       case ICmpInst::ICMP_SLT:
2103       case ICmpInst::ICMP_UGT:
2104       case ICmpInst::ICMP_SGT:
2105       case ICmpInst::ICMP_ULE:
2106       case ICmpInst::ICMP_SLE:
2107       case ICmpInst::ICMP_UGE:
2108       case ICmpInst::ICMP_SGE:
2109         // Change the predicate as necessary to swap the operands.
2110         pred = ICmpInst::getSwappedPredicate((ICmpInst::Predicate)pred);
2111         return ConstantExpr::getICmp(pred, C2, C1);
2112
2113       default:  // These predicates cannot be flopped around.
2114         break;
2115       }
2116     }
2117   }
2118   return 0;
2119 }
2120
2121 /// isInBoundsIndices - Test whether the given sequence of *normalized* indices
2122 /// is "inbounds".
2123 static bool isInBoundsIndices(Constant *const *Idxs, size_t NumIdx) {
2124   // No indices means nothing that could be out of bounds.
2125   if (NumIdx == 0) return true;
2126
2127   // If the first index is zero, it's in bounds.
2128   if (Idxs[0]->isNullValue()) return true;
2129
2130   // If the first index is one and all the rest are zero, it's in bounds,
2131   // by the one-past-the-end rule.
2132   if (!cast<ConstantInt>(Idxs[0])->isOne())
2133     return false;
2134   for (unsigned i = 1, e = NumIdx; i != e; ++i)
2135     if (!Idxs[i]->isNullValue())
2136       return false;
2137   return true;
2138 }
2139
2140 Constant *llvm::ConstantFoldGetElementPtr(Constant *C,
2141                                           bool inBounds,
2142                                           Constant* const *Idxs,
2143                                           unsigned NumIdx) {
2144   if (NumIdx == 0 ||
2145       (NumIdx == 1 && Idxs[0]->isNullValue()))
2146     return C;
2147
2148   if (isa<UndefValue>(C)) {
2149     const PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
2150     const Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr,
2151                                                        (Value **)Idxs,
2152                                                        (Value **)Idxs+NumIdx);
2153     assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
2154     return UndefValue::get(PointerType::get(Ty, Ptr->getAddressSpace()));
2155   }
2156
2157   Constant *Idx0 = Idxs[0];
2158   if (C->isNullValue()) {
2159     bool isNull = true;
2160     for (unsigned i = 0, e = NumIdx; i != e; ++i)
2161       if (!Idxs[i]->isNullValue()) {
2162         isNull = false;
2163         break;
2164       }
2165     if (isNull) {
2166       const PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
2167       const Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr,
2168                                                          (Value**)Idxs,
2169                                                          (Value**)Idxs+NumIdx);
2170       assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
2171       return  ConstantPointerNull::get(
2172                             PointerType::get(Ty,Ptr->getAddressSpace()));
2173     }
2174   }
2175
2176   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
2177     // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
2178     // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
2179     // getelementptr instructions into a single instruction.
2180     //
2181     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
2182       const Type *LastTy = 0;
2183       for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(CE), E = gep_type_end(CE);
2184            I != E; ++I)
2185         LastTy = *I;
2186
2187       if ((LastTy && isa<ArrayType>(LastTy)) || Idx0->isNullValue()) {
2188         SmallVector<Value*, 16> NewIndices;
2189         NewIndices.reserve(NumIdx + CE->getNumOperands());
2190         for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands()-1; i != e; ++i)
2191           NewIndices.push_back(CE->getOperand(i));
2192
2193         // Add the last index of the source with the first index of the new GEP.
2194         // Make sure to handle the case when they are actually different types.
2195         Constant *Combined = CE->getOperand(CE->getNumOperands()-1);
2196         // Otherwise it must be an array.
2197         if (!Idx0->isNullValue()) {
2198           const Type *IdxTy = Combined->getType();
2199           if (IdxTy != Idx0->getType()) {
2200             const Type *Int64Ty = Type::getInt64Ty(IdxTy->getContext());
2201             Constant *C1 = ConstantExpr::getSExtOrBitCast(Idx0, Int64Ty);
2202             Constant *C2 = ConstantExpr::getSExtOrBitCast(Combined, Int64Ty);
2203             Combined = ConstantExpr::get(Instruction::Add, C1, C2);
2204           } else {
2205             Combined =
2206               ConstantExpr::get(Instruction::Add, Idx0, Combined);
2207           }
2208         }
2209
2210         NewIndices.push_back(Combined);
2211         NewIndices.insert(NewIndices.end(), Idxs+1, Idxs+NumIdx);
2212         return (inBounds && cast<GEPOperator>(CE)->isInBounds()) ?
2213           ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(CE->getOperand(0),
2214                                                  &NewIndices[0],
2215                                                  NewIndices.size()) :
2216           ConstantExpr::getGetElementPtr(CE->getOperand(0),
2217                                          &NewIndices[0],
2218                                          NewIndices.size());
2219       }
2220     }
2221
2222     // Implement folding of:
2223     //    int* getelementptr ([2 x int]* bitcast ([3 x int]* %X to [2 x int]*),
2224     //                        long 0, long 0)
2225     // To: int* getelementptr ([3 x int]* %X, long 0, long 0)
2226     //
2227     if (CE->isCast() && NumIdx > 1 && Idx0->isNullValue()) {
2228       if (const PointerType *SPT =
2229           dyn_cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType()))
2230         if (const ArrayType *SAT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getElementType()))
2231           if (const ArrayType *CAT =
2232         dyn_cast<ArrayType>(cast<PointerType>(C->getType())->getElementType()))
2233             if (CAT->getElementType() == SAT->getElementType())
2234               return inBounds ?
2235                 ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(
2236                       (Constant*)CE->getOperand(0), Idxs, NumIdx) :
2237                 ConstantExpr::getGetElementPtr(
2238                       (Constant*)CE->getOperand(0), Idxs, NumIdx);
2239     }
2240   }
2241
2242   // Check to see if any array indices are not within the corresponding
2243   // notional array bounds. If so, try to determine if they can be factored
2244   // out into preceding dimensions.
2245   bool Unknown = false;
2246   SmallVector<Constant *, 8> NewIdxs;
2247   const Type *Ty = C->getType();
2248   const Type *Prev = 0;
2249   for (unsigned i = 0; i != NumIdx;
2250        Prev = Ty, Ty = cast<CompositeType>(Ty)->getTypeAtIndex(Idxs[i]), ++i) {
2251     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idxs[i])) {
2252       if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty))
2253         if (ATy->getNumElements() <= INT64_MAX &&
2254             ATy->getNumElements() != 0 &&
2255             CI->getSExtValue() >= (int64_t)ATy->getNumElements()) {
2256           if (isa<SequentialType>(Prev)) {
2257             // It's out of range, but we can factor it into the prior
2258             // dimension.
2259             NewIdxs.resize(NumIdx);
2260             ConstantInt *Factor = ConstantInt::get(CI->getType(),
2261                                                    ATy->getNumElements());
2262             NewIdxs[i] = ConstantExpr::getSRem(CI, Factor);
2263
2264             Constant *PrevIdx = Idxs[i-1];
2265             Constant *Div = ConstantExpr::getSDiv(CI, Factor);
2266
2267             // Before adding, extend both operands to i64 to avoid
2268             // overflow trouble.
2269             if (!PrevIdx->getType()->isIntegerTy(64))
2270               PrevIdx = ConstantExpr::getSExt(PrevIdx,
2271                                            Type::getInt64Ty(Div->getContext()));
2272             if (!Div->getType()->isIntegerTy(64))
2273               Div = ConstantExpr::getSExt(Div,
2274                                           Type::getInt64Ty(Div->getContext()));
2275
2276             NewIdxs[i-1] = ConstantExpr::getAdd(PrevIdx, Div);
2277           } else {
2278             // It's out of range, but the prior dimension is a struct
2279             // so we can't do anything about it.
2280             Unknown = true;
2281           }
2282         }
2283     } else {
2284       // We don't know if it's in range or not.
2285       Unknown = true;
2286     }
2287   }
2288
2289   // If we did any factoring, start over with the adjusted indices.
2290   if (!NewIdxs.empty()) {
2291     for (unsigned i = 0; i != NumIdx; ++i)
2292       if (!NewIdxs[i]) NewIdxs[i] = Idxs[i];
2293     return inBounds ?
2294       ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(C, NewIdxs.data(),
2295                                              NewIdxs.size()) :
2296       ConstantExpr::getGetElementPtr(C, NewIdxs.data(), NewIdxs.size());
2297   }
2298
2299   // If all indices are known integers and normalized, we can do a simple
2300   // check for the "inbounds" property.
2301   if (!Unknown && !inBounds &&
2302       isa<GlobalVariable>(C) && isInBoundsIndices(Idxs, NumIdx))
2303     return ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(C, Idxs, NumIdx);
2304
2305   return 0;
2306 }