More dead code removal (using -Wunreachable-code)
[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/Operator.h"
28 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
29 #include "llvm/Support/Compiler.h"
30 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
31 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
32 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
33 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
34 #include <limits>
35 using namespace llvm;
36
37 //===----------------------------------------------------------------------===//
38 //                ConstantFold*Instruction Implementations
39 //===----------------------------------------------------------------------===//
40
41 /// BitCastConstantVector - Convert the specified ConstantVector node to the
42 /// specified vector type.  At this point, we know that the elements of the
43 /// input vector constant are all simple integer or FP values.
44 static Constant *BitCastConstantVector(ConstantVector *CV,
45                                        VectorType *DstTy) {
46
47   if (CV->isAllOnesValue()) return Constant::getAllOnesValue(DstTy);
48   if (CV->isNullValue()) return Constant::getNullValue(DstTy);
49
50   // If this cast changes element count then we can't handle it here:
51   // doing so requires endianness information.  This should be handled by
52   // Analysis/ConstantFolding.cpp
53   unsigned NumElts = DstTy->getNumElements();
54   if (NumElts != CV->getNumOperands())
55     return 0;
56
57   // Check to verify that all elements of the input are simple.
58   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
59     if (!isa<ConstantInt>(CV->getOperand(i)) &&
60         !isa<ConstantFP>(CV->getOperand(i)))
61       return 0;
62   }
63
64   // Bitcast each element now.
65   std::vector<Constant*> Result;
66   Type *DstEltTy = DstTy->getElementType();
67   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
68     Result.push_back(ConstantExpr::getBitCast(CV->getOperand(i),
69                                                     DstEltTy));
70   return ConstantVector::get(Result);
71 }
72
73 /// This function determines which opcode to use to fold two constant cast 
74 /// expressions together. It uses CastInst::isEliminableCastPair to determine
75 /// the opcode. Consequently its just a wrapper around that function.
76 /// @brief Determine if it is valid to fold a cast of a cast
77 static unsigned
78 foldConstantCastPair(
79   unsigned opc,          ///< opcode of the second cast constant expression
80   ConstantExpr *Op,      ///< the first cast constant expression
81   Type *DstTy      ///< desintation type of the first cast
82 ) {
83   assert(Op && Op->isCast() && "Can't fold cast of cast without a cast!");
84   assert(DstTy && DstTy->isFirstClassType() && "Invalid cast destination type");
85   assert(CastInst::isCast(opc) && "Invalid cast opcode");
86
87   // The the types and opcodes for the two Cast constant expressions
88   Type *SrcTy = Op->getOperand(0)->getType();
89   Type *MidTy = Op->getType();
90   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(Op->getOpcode());
91   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opc);
92
93   // Let CastInst::isEliminableCastPair do the heavy lifting.
94   return CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy, DstTy,
95                                         Type::getInt64Ty(DstTy->getContext()));
96 }
97
98 static Constant *FoldBitCast(Constant *V, Type *DestTy) {
99   Type *SrcTy = V->getType();
100   if (SrcTy == DestTy)
101     return V; // no-op cast
102
103   // Check to see if we are casting a pointer to an aggregate to a pointer to
104   // the first element.  If so, return the appropriate GEP instruction.
105   if (PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(V->getType()))
106     if (PointerType *DPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy))
107       if (PTy->getAddressSpace() == DPTy->getAddressSpace()
108           && DPTy->getElementType()->isSized()) {
109         SmallVector<Value*, 8> IdxList;
110         Value *Zero =
111           Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(DPTy->getContext()));
112         IdxList.push_back(Zero);
113         Type *ElTy = PTy->getElementType();
114         while (ElTy != DPTy->getElementType()) {
115           if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ElTy)) {
116             if (STy->getNumElements() == 0) break;
117             ElTy = STy->getElementType(0);
118             IdxList.push_back(Zero);
119           } else if (SequentialType *STy = 
120                      dyn_cast<SequentialType>(ElTy)) {
121             if (ElTy->isPointerTy()) break;  // Can't index into pointers!
122             ElTy = STy->getElementType();
123             IdxList.push_back(Zero);
124           } else {
125             break;
126           }
127         }
128
129         if (ElTy == DPTy->getElementType())
130           // This GEP is inbounds because all indices are zero.
131           return ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(V, IdxList);
132       }
133
134   // Handle casts from one vector constant to another.  We know that the src 
135   // and dest type have the same size (otherwise its an illegal cast).
136   if (VectorType *DestPTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
137     if (VectorType *SrcTy = dyn_cast<VectorType>(V->getType())) {
138       assert(DestPTy->getBitWidth() == SrcTy->getBitWidth() &&
139              "Not cast between same sized vectors!");
140       SrcTy = NULL;
141       // First, check for null.  Undef is already handled.
142       if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
143         return Constant::getNullValue(DestTy);
144
145       if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V))
146         return BitCastConstantVector(CV, DestPTy);
147     }
148
149     // Canonicalize scalar-to-vector bitcasts into vector-to-vector bitcasts
150     // This allows for other simplifications (although some of them
151     // can only be handled by Analysis/ConstantFolding.cpp).
152     if (isa<ConstantInt>(V) || isa<ConstantFP>(V))
153       return ConstantExpr::getBitCast(ConstantVector::get(V), DestPTy);
154   }
155
156   // Finally, implement bitcast folding now.   The code below doesn't handle
157   // bitcast right.
158   if (isa<ConstantPointerNull>(V))  // ptr->ptr cast.
159     return ConstantPointerNull::get(cast<PointerType>(DestTy));
160
161   // Handle integral constant input.
162   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
163     if (DestTy->isIntegerTy())
164       // Integral -> Integral. This is a no-op because the bit widths must
165       // be the same. Consequently, we just fold to V.
166       return V;
167
168     if (DestTy->isFloatingPointTy())
169       return ConstantFP::get(DestTy->getContext(),
170                              APFloat(CI->getValue(),
171                                      !DestTy->isPPC_FP128Ty()));
172
173     // Otherwise, can't fold this (vector?)
174     return 0;
175   }
176
177   // Handle ConstantFP input: FP -> Integral.
178   if (ConstantFP *FP = dyn_cast<ConstantFP>(V))
179     return ConstantInt::get(FP->getContext(),
180                             FP->getValueAPF().bitcastToAPInt());
181
182   return 0;
183 }
184
185
186 /// ExtractConstantBytes - V is an integer constant which only has a subset of
187 /// its bytes used.  The bytes used are indicated by ByteStart (which is the
188 /// first byte used, counting from the least significant byte) and ByteSize,
189 /// which is the number of bytes used.
190 ///
191 /// This function analyzes the specified constant to see if the specified byte
192 /// range can be returned as a simplified constant.  If so, the constant is
193 /// returned, otherwise null is returned.
194 /// 
195 static Constant *ExtractConstantBytes(Constant *C, unsigned ByteStart,
196                                       unsigned ByteSize) {
197   assert(C->getType()->isIntegerTy() &&
198          (cast<IntegerType>(C->getType())->getBitWidth() & 7) == 0 &&
199          "Non-byte sized integer input");
200   unsigned CSize = cast<IntegerType>(C->getType())->getBitWidth()/8;
201   assert(ByteSize && "Must be accessing some piece");
202   assert(ByteStart+ByteSize <= CSize && "Extracting invalid piece from input");
203   assert(ByteSize != CSize && "Should not extract everything");
204   
205   // Constant Integers are simple.
206   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
207     APInt V = CI->getValue();
208     if (ByteStart)
209       V = V.lshr(ByteStart*8);
210     V = V.trunc(ByteSize*8);
211     return ConstantInt::get(CI->getContext(), V);
212   }
213   
214   // In the input is a constant expr, we might be able to recursively simplify.
215   // If not, we definitely can't do anything.
216   ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C);
217   if (CE == 0) return 0;
218   
219   switch (CE->getOpcode()) {
220   default: return 0;
221   case Instruction::Or: {
222     Constant *RHS = ExtractConstantBytes(CE->getOperand(1), ByteStart,ByteSize);
223     if (RHS == 0)
224       return 0;
225     
226     // X | -1 -> -1.
227     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
228       if (RHSC->isAllOnesValue())
229         return RHSC;
230     
231     Constant *LHS = ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart,ByteSize);
232     if (LHS == 0)
233       return 0;
234     return ConstantExpr::getOr(LHS, RHS);
235   }
236   case Instruction::And: {
237     Constant *RHS = ExtractConstantBytes(CE->getOperand(1), ByteStart,ByteSize);
238     if (RHS == 0)
239       return 0;
240     
241     // X & 0 -> 0.
242     if (RHS->isNullValue())
243       return RHS;
244     
245     Constant *LHS = ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart,ByteSize);
246     if (LHS == 0)
247       return 0;
248     return ConstantExpr::getAnd(LHS, RHS);
249   }
250   case Instruction::LShr: {
251     ConstantInt *Amt = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(1));
252     if (Amt == 0)
253       return 0;
254     unsigned ShAmt = Amt->getZExtValue();
255     // Cannot analyze non-byte shifts.
256     if ((ShAmt & 7) != 0)
257       return 0;
258     ShAmt >>= 3;
259     
260     // If the extract is known to be all zeros, return zero.
261     if (ByteStart >= CSize-ShAmt)
262       return Constant::getNullValue(IntegerType::get(CE->getContext(),
263                                                      ByteSize*8));
264     // If the extract is known to be fully in the input, extract it.
265     if (ByteStart+ByteSize+ShAmt <= CSize)
266       return ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart+ShAmt, ByteSize);
267     
268     // TODO: Handle the 'partially zero' case.
269     return 0;
270   }
271     
272   case Instruction::Shl: {
273     ConstantInt *Amt = dyn_cast<ConstantInt>(CE->getOperand(1));
274     if (Amt == 0)
275       return 0;
276     unsigned ShAmt = Amt->getZExtValue();
277     // Cannot analyze non-byte shifts.
278     if ((ShAmt & 7) != 0)
279       return 0;
280     ShAmt >>= 3;
281     
282     // If the extract is known to be all zeros, return zero.
283     if (ByteStart+ByteSize <= ShAmt)
284       return Constant::getNullValue(IntegerType::get(CE->getContext(),
285                                                      ByteSize*8));
286     // If the extract is known to be fully in the input, extract it.
287     if (ByteStart >= ShAmt)
288       return ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart-ShAmt, ByteSize);
289     
290     // TODO: Handle the 'partially zero' case.
291     return 0;
292   }
293       
294   case Instruction::ZExt: {
295     unsigned SrcBitSize =
296       cast<IntegerType>(CE->getOperand(0)->getType())->getBitWidth();
297     
298     // If extracting something that is completely zero, return 0.
299     if (ByteStart*8 >= SrcBitSize)
300       return Constant::getNullValue(IntegerType::get(CE->getContext(),
301                                                      ByteSize*8));
302
303     // If exactly extracting the input, return it.
304     if (ByteStart == 0 && ByteSize*8 == SrcBitSize)
305       return CE->getOperand(0);
306     
307     // If extracting something completely in the input, if if the input is a
308     // multiple of 8 bits, recurse.
309     if ((SrcBitSize&7) == 0 && (ByteStart+ByteSize)*8 <= SrcBitSize)
310       return ExtractConstantBytes(CE->getOperand(0), ByteStart, ByteSize);
311       
312     // Otherwise, if extracting a subset of the input, which is not multiple of
313     // 8 bits, do a shift and trunc to get the bits.
314     if ((ByteStart+ByteSize)*8 < SrcBitSize) {
315       assert((SrcBitSize&7) && "Shouldn't get byte sized case here");
316       Constant *Res = CE->getOperand(0);
317       if (ByteStart)
318         Res = ConstantExpr::getLShr(Res, 
319                                  ConstantInt::get(Res->getType(), ByteStart*8));
320       return ConstantExpr::getTrunc(Res, IntegerType::get(C->getContext(),
321                                                           ByteSize*8));
322     }
323     
324     // TODO: Handle the 'partially zero' case.
325     return 0;
326   }
327   }
328 }
329
330 /// getFoldedSizeOf - Return a ConstantExpr with type DestTy for sizeof
331 /// on Ty, with any known factors factored out. If Folded is false,
332 /// return null if no factoring was possible, to avoid endlessly
333 /// bouncing an unfoldable expression back into the top-level folder.
334 ///
335 static Constant *getFoldedSizeOf(Type *Ty, Type *DestTy,
336                                  bool Folded) {
337   if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
338     Constant *N = ConstantInt::get(DestTy, ATy->getNumElements());
339     Constant *E = getFoldedSizeOf(ATy->getElementType(), DestTy, true);
340     return ConstantExpr::getNUWMul(E, N);
341   }
342
343   if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty))
344     if (!STy->isPacked()) {
345       unsigned NumElems = STy->getNumElements();
346       // An empty struct has size zero.
347       if (NumElems == 0)
348         return ConstantExpr::getNullValue(DestTy);
349       // Check for a struct with all members having the same size.
350       Constant *MemberSize =
351         getFoldedSizeOf(STy->getElementType(0), DestTy, true);
352       bool AllSame = true;
353       for (unsigned i = 1; i != NumElems; ++i)
354         if (MemberSize !=
355             getFoldedSizeOf(STy->getElementType(i), DestTy, true)) {
356           AllSame = false;
357           break;
358         }
359       if (AllSame) {
360         Constant *N = ConstantInt::get(DestTy, NumElems);
361         return ConstantExpr::getNUWMul(MemberSize, N);
362       }
363     }
364
365   // Pointer size doesn't depend on the pointee type, so canonicalize them
366   // to an arbitrary pointee.
367   if (PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty))
368     if (!PTy->getElementType()->isIntegerTy(1))
369       return
370         getFoldedSizeOf(PointerType::get(IntegerType::get(PTy->getContext(), 1),
371                                          PTy->getAddressSpace()),
372                         DestTy, true);
373
374   // If there's no interesting folding happening, bail so that we don't create
375   // a constant that looks like it needs folding but really doesn't.
376   if (!Folded)
377     return 0;
378
379   // Base case: Get a regular sizeof expression.
380   Constant *C = ConstantExpr::getSizeOf(Ty);
381   C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
382                                                     DestTy, false),
383                             C, DestTy);
384   return C;
385 }
386
387 /// getFoldedAlignOf - Return a ConstantExpr with type DestTy for alignof
388 /// on Ty, with any known factors factored out. If Folded is false,
389 /// return null if no factoring was possible, to avoid endlessly
390 /// bouncing an unfoldable expression back into the top-level folder.
391 ///
392 static Constant *getFoldedAlignOf(Type *Ty, Type *DestTy,
393                                   bool Folded) {
394   // The alignment of an array is equal to the alignment of the
395   // array element. Note that this is not always true for vectors.
396   if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
397     Constant *C = ConstantExpr::getAlignOf(ATy->getElementType());
398     C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
399                                                       DestTy,
400                                                       false),
401                               C, DestTy);
402     return C;
403   }
404
405   if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
406     // Packed structs always have an alignment of 1.
407     if (STy->isPacked())
408       return ConstantInt::get(DestTy, 1);
409
410     // Otherwise, struct alignment is the maximum alignment of any member.
411     // Without target data, we can't compare much, but we can check to see
412     // if all the members have the same alignment.
413     unsigned NumElems = STy->getNumElements();
414     // An empty struct has minimal alignment.
415     if (NumElems == 0)
416       return ConstantInt::get(DestTy, 1);
417     // Check for a struct with all members having the same alignment.
418     Constant *MemberAlign =
419       getFoldedAlignOf(STy->getElementType(0), DestTy, true);
420     bool AllSame = true;
421     for (unsigned i = 1; i != NumElems; ++i)
422       if (MemberAlign != getFoldedAlignOf(STy->getElementType(i), DestTy, true)) {
423         AllSame = false;
424         break;
425       }
426     if (AllSame)
427       return MemberAlign;
428   }
429
430   // Pointer alignment doesn't depend on the pointee type, so canonicalize them
431   // to an arbitrary pointee.
432   if (PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty))
433     if (!PTy->getElementType()->isIntegerTy(1))
434       return
435         getFoldedAlignOf(PointerType::get(IntegerType::get(PTy->getContext(),
436                                                            1),
437                                           PTy->getAddressSpace()),
438                          DestTy, true);
439
440   // If there's no interesting folding happening, bail so that we don't create
441   // a constant that looks like it needs folding but really doesn't.
442   if (!Folded)
443     return 0;
444
445   // Base case: Get a regular alignof expression.
446   Constant *C = ConstantExpr::getAlignOf(Ty);
447   C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
448                                                     DestTy, false),
449                             C, DestTy);
450   return C;
451 }
452
453 /// getFoldedOffsetOf - Return a ConstantExpr with type DestTy for offsetof
454 /// on Ty and FieldNo, with any known factors factored out. If Folded is false,
455 /// return null if no factoring was possible, to avoid endlessly
456 /// bouncing an unfoldable expression back into the top-level folder.
457 ///
458 static Constant *getFoldedOffsetOf(Type *Ty, Constant *FieldNo,
459                                    Type *DestTy,
460                                    bool Folded) {
461   if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
462     Constant *N = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(FieldNo, false,
463                                                                 DestTy, false),
464                                         FieldNo, DestTy);
465     Constant *E = getFoldedSizeOf(ATy->getElementType(), DestTy, true);
466     return ConstantExpr::getNUWMul(E, N);
467   }
468
469   if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty))
470     if (!STy->isPacked()) {
471       unsigned NumElems = STy->getNumElements();
472       // An empty struct has no members.
473       if (NumElems == 0)
474         return 0;
475       // Check for a struct with all members having the same size.
476       Constant *MemberSize =
477         getFoldedSizeOf(STy->getElementType(0), DestTy, true);
478       bool AllSame = true;
479       for (unsigned i = 1; i != NumElems; ++i)
480         if (MemberSize !=
481             getFoldedSizeOf(STy->getElementType(i), DestTy, true)) {
482           AllSame = false;
483           break;
484         }
485       if (AllSame) {
486         Constant *N = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(FieldNo,
487                                                                     false,
488                                                                     DestTy,
489                                                                     false),
490                                             FieldNo, DestTy);
491         return ConstantExpr::getNUWMul(MemberSize, N);
492       }
493     }
494
495   // If there's no interesting folding happening, bail so that we don't create
496   // a constant that looks like it needs folding but really doesn't.
497   if (!Folded)
498     return 0;
499
500   // Base case: Get a regular offsetof expression.
501   Constant *C = ConstantExpr::getOffsetOf(Ty, FieldNo);
502   C = ConstantExpr::getCast(CastInst::getCastOpcode(C, false,
503                                                     DestTy, false),
504                             C, DestTy);
505   return C;
506 }
507
508 Constant *llvm::ConstantFoldCastInstruction(unsigned opc, Constant *V,
509                                             Type *DestTy) {
510   if (isa<UndefValue>(V)) {
511     // zext(undef) = 0, because the top bits will be zero.
512     // sext(undef) = 0, because the top bits will all be the same.
513     // [us]itofp(undef) = 0, because the result value is bounded.
514     if (opc == Instruction::ZExt || opc == Instruction::SExt ||
515         opc == Instruction::UIToFP || opc == Instruction::SIToFP)
516       return Constant::getNullValue(DestTy);
517     return UndefValue::get(DestTy);
518   }
519
520   // No compile-time operations on this type yet.
521   if (V->getType()->isPPC_FP128Ty() || DestTy->isPPC_FP128Ty())
522     return 0;
523
524   if (V->isNullValue() && !DestTy->isX86_MMXTy())
525     return Constant::getNullValue(DestTy);
526
527   // If the cast operand is a constant expression, there's a few things we can
528   // do to try to simplify it.
529   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
530     if (CE->isCast()) {
531       // Try hard to fold cast of cast because they are often eliminable.
532       if (unsigned newOpc = foldConstantCastPair(opc, CE, DestTy))
533         return ConstantExpr::getCast(newOpc, CE->getOperand(0), DestTy);
534     } else if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
535       // If all of the indexes in the GEP are null values, there is no pointer
536       // adjustment going on.  We might as well cast the source pointer.
537       bool isAllNull = true;
538       for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
539         if (!CE->getOperand(i)->isNullValue()) {
540           isAllNull = false;
541           break;
542         }
543       if (isAllNull)
544         // This is casting one pointer type to another, always BitCast
545         return ConstantExpr::getPointerCast(CE->getOperand(0), DestTy);
546     }
547   }
548
549   // If the cast operand is a constant vector, perform the cast by
550   // operating on each element. In the cast of bitcasts, the element
551   // count may be mismatched; don't attempt to handle that here.
552   if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V))
553     if (DestTy->isVectorTy() &&
554         cast<VectorType>(DestTy)->getNumElements() ==
555         CV->getType()->getNumElements()) {
556       std::vector<Constant*> res;
557       VectorType *DestVecTy = cast<VectorType>(DestTy);
558       Type *DstEltTy = DestVecTy->getElementType();
559       for (unsigned i = 0, e = CV->getType()->getNumElements(); i != e; ++i)
560         res.push_back(ConstantExpr::getCast(opc,
561                                             CV->getOperand(i), DstEltTy));
562       return ConstantVector::get(res);
563     }
564
565   // We actually have to do a cast now. Perform the cast according to the
566   // opcode specified.
567   switch (opc) {
568   default:
569     llvm_unreachable("Failed to cast constant expression");
570   case Instruction::FPTrunc:
571   case Instruction::FPExt:
572     if (ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
573       bool ignored;
574       APFloat Val = FPC->getValueAPF();
575       Val.convert(DestTy->isHalfTy() ? APFloat::IEEEhalf :
576                   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, 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         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 (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 (Ty->isStructTy() || Ty->isArrayTy()) {
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       APFloat apf(APInt::getNullValue(DestTy->getPrimitiveSizeInBits()), true);
651       (void)apf.convertFromAPInt(api, 
652                                  opc==Instruction::SIToFP,
653                                  APFloat::rmNearestTiesToEven);
654       return ConstantFP::get(V->getContext(), apf);
655     }
656     return 0;
657   case Instruction::ZExt:
658     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
659       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
660       return ConstantInt::get(V->getContext(),
661                               CI->getValue().zext(BitWidth));
662     }
663     return 0;
664   case Instruction::SExt:
665     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
666       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
667       return ConstantInt::get(V->getContext(),
668                               CI->getValue().sext(BitWidth));
669     }
670     return 0;
671   case Instruction::Trunc: {
672     uint32_t DestBitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
673     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
674       return ConstantInt::get(V->getContext(),
675                               CI->getValue().trunc(DestBitWidth));
676     }
677     
678     // The input must be a constantexpr.  See if we can simplify this based on
679     // the bytes we are demanding.  Only do this if the source and dest are an
680     // even multiple of a byte.
681     if ((DestBitWidth & 7) == 0 &&
682         (cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth() & 7) == 0)
683       if (Constant *Res = ExtractConstantBytes(V, 0, DestBitWidth / 8))
684         return Res;
685       
686     return 0;
687   }
688   case Instruction::BitCast:
689     return FoldBitCast(V, DestTy);
690   }
691 }
692
693 Constant *llvm::ConstantFoldSelectInstruction(Constant *Cond,
694                                               Constant *V1, Constant *V2) {
695   if (ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(Cond))
696     return CB->getZExtValue() ? V1 : V2;
697
698   // Check for zero aggregate and ConstantVector of zeros
699   if (Cond->isNullValue()) return V2;
700
701   if (ConstantVector* CondV = dyn_cast<ConstantVector>(Cond)) {
702
703     if (CondV->isAllOnesValue()) return V1;
704
705     VectorType *VTy = cast<VectorType>(V1->getType());
706     ConstantVector *CP1 = dyn_cast<ConstantVector>(V1);
707     ConstantVector *CP2 = dyn_cast<ConstantVector>(V2);
708
709     if ((CP1 || isa<ConstantAggregateZero>(V1)) &&
710         (CP2 || isa<ConstantAggregateZero>(V2))) {
711
712       // Find the element type of the returned vector
713       Type *EltTy = VTy->getElementType();
714       unsigned NumElem = VTy->getNumElements();
715       std::vector<Constant*> Res(NumElem);
716
717       bool Valid = true;
718       for (unsigned i = 0; i < NumElem; ++i) {
719         ConstantInt* c = dyn_cast<ConstantInt>(CondV->getOperand(i));
720         if (!c) {
721           Valid = false;
722           break;
723         }
724         Constant *C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
725         Constant *C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
726         Res[i] = c->getZExtValue() ? C1 : C2;
727       }
728       // If we were able to build the vector, return it
729       if (Valid) return ConstantVector::get(Res);
730     }
731   }
732
733
734   if (isa<UndefValue>(Cond)) {
735     if (isa<UndefValue>(V1)) return V1;
736     return V2;
737   }
738   if (isa<UndefValue>(V1)) return V2;
739   if (isa<UndefValue>(V2)) return V1;
740   if (V1 == V2) return V1;
741
742   if (ConstantExpr *TrueVal = dyn_cast<ConstantExpr>(V1)) {
743     if (TrueVal->getOpcode() == Instruction::Select)
744       if (TrueVal->getOperand(0) == Cond)
745         return ConstantExpr::getSelect(Cond, TrueVal->getOperand(1), V2);
746   }
747   if (ConstantExpr *FalseVal = dyn_cast<ConstantExpr>(V2)) {
748     if (FalseVal->getOpcode() == Instruction::Select)
749       if (FalseVal->getOperand(0) == Cond)
750         return ConstantExpr::getSelect(Cond, V1, FalseVal->getOperand(2));
751   }
752
753   return 0;
754 }
755
756 Constant *llvm::ConstantFoldExtractElementInstruction(Constant *Val,
757                                                       Constant *Idx) {
758   if (isa<UndefValue>(Val))  // ee(undef, x) -> undef
759     return UndefValue::get(cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
760   if (Val->isNullValue())  // ee(zero, x) -> zero
761     return Constant::getNullValue(
762                           cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
763
764   if (ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
765     if (ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
766       uint64_t Index = CIdx->getZExtValue();
767       if (Index >= CVal->getNumOperands())
768         // ee({w,x,y,z}, wrong_value) -> undef
769         return UndefValue::get(cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
770       return CVal->getOperand(CIdx->getZExtValue());
771     } else if (isa<UndefValue>(Idx)) {
772       // ee({w,x,y,z}, undef) -> undef
773       return UndefValue::get(cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
774     }
775   }
776   return 0;
777 }
778
779 Constant *llvm::ConstantFoldInsertElementInstruction(Constant *Val,
780                                                      Constant *Elt,
781                                                      Constant *Idx) {
782   ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx);
783   if (!CIdx) return 0;
784   APInt idxVal = CIdx->getValue();
785   if (isa<UndefValue>(Val)) { 
786     // Insertion of scalar constant into vector undef
787     // Optimize away insertion of undef
788     if (isa<UndefValue>(Elt))
789       return Val;
790     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
791     // the insertion
792     unsigned numOps = 
793       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
794     std::vector<Constant*> Ops; 
795     Ops.reserve(numOps);
796     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
797       Constant *Op =
798         (idxVal == i) ? Elt : UndefValue::get(Elt->getType());
799       Ops.push_back(Op);
800     }
801     return ConstantVector::get(Ops);
802   }
803   if (isa<ConstantAggregateZero>(Val)) {
804     // Insertion of scalar constant into vector aggregate zero
805     // Optimize away insertion of zero
806     if (Elt->isNullValue())
807       return Val;
808     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
809     // the insertion
810     unsigned numOps = 
811       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
812     std::vector<Constant*> Ops; 
813     Ops.reserve(numOps);
814     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
815       Constant *Op =
816         (idxVal == i) ? Elt : Constant::getNullValue(Elt->getType());
817       Ops.push_back(Op);
818     }
819     return ConstantVector::get(Ops);
820   }
821   if (ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
822     // Insertion of scalar constant into vector constant
823     std::vector<Constant*> Ops; 
824     Ops.reserve(CVal->getNumOperands());
825     for (unsigned i = 0; i < CVal->getNumOperands(); ++i) {
826       Constant *Op =
827         (idxVal == i) ? Elt : cast<Constant>(CVal->getOperand(i));
828       Ops.push_back(Op);
829     }
830     return ConstantVector::get(Ops);
831   }
832
833   return 0;
834 }
835
836 /// GetVectorElement - If C is a ConstantVector, ConstantAggregateZero or Undef
837 /// return the specified element value.  Otherwise return null.
838 static Constant *GetVectorElement(Constant *C, unsigned EltNo) {
839   if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(C))
840     return CV->getOperand(EltNo);
841
842   Type *EltTy = cast<VectorType>(C->getType())->getElementType();
843   if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
844     return Constant::getNullValue(EltTy);
845   if (isa<UndefValue>(C))
846     return UndefValue::get(EltTy);
847   return 0;
848 }
849
850 Constant *llvm::ConstantFoldShuffleVectorInstruction(Constant *V1,
851                                                      Constant *V2,
852                                                      Constant *Mask) {
853   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
854   if (isa<UndefValue>(Mask)) return UndefValue::get(V1->getType());
855
856   unsigned MaskNumElts = cast<VectorType>(Mask->getType())->getNumElements();
857   unsigned SrcNumElts = cast<VectorType>(V1->getType())->getNumElements();
858   Type *EltTy = cast<VectorType>(V1->getType())->getElementType();
859
860   // Loop over the shuffle mask, evaluating each element.
861   SmallVector<Constant*, 32> Result;
862   for (unsigned i = 0; i != MaskNumElts; ++i) {
863     Constant *InElt = GetVectorElement(Mask, i);
864     if (InElt == 0) return 0;
865
866     if (isa<UndefValue>(InElt))
867       InElt = UndefValue::get(EltTy);
868     else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(InElt)) {
869       unsigned Elt = CI->getZExtValue();
870       if (Elt >= SrcNumElts*2)
871         InElt = UndefValue::get(EltTy);
872       else if (Elt >= SrcNumElts)
873         InElt = GetVectorElement(V2, Elt - SrcNumElts);
874       else
875         InElt = GetVectorElement(V1, Elt);
876       if (InElt == 0) return 0;
877     } else {
878       // Unknown value.
879       return 0;
880     }
881     Result.push_back(InElt);
882   }
883
884   return ConstantVector::get(Result);
885 }
886
887 Constant *llvm::ConstantFoldExtractValueInstruction(Constant *Agg,
888                                                     ArrayRef<unsigned> Idxs) {
889   // Base case: no indices, so return the entire value.
890   if (Idxs.empty())
891     return Agg;
892
893   if (isa<UndefValue>(Agg))  // ev(undef, x) -> undef
894     return UndefValue::get(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
895                                                             Idxs));
896
897   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg))  // ev(0, x) -> 0
898     return
899       Constant::getNullValue(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
900                                                               Idxs));
901
902   // Otherwise recurse.
903   if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(Agg))
904     return ConstantFoldExtractValueInstruction(CS->getOperand(Idxs[0]),
905                                                Idxs.slice(1));
906
907   if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(Agg))
908     return ConstantFoldExtractValueInstruction(CA->getOperand(Idxs[0]),
909                                                Idxs.slice(1));
910   ConstantVector *CV = cast<ConstantVector>(Agg);
911   return ConstantFoldExtractValueInstruction(CV->getOperand(Idxs[0]),
912                                              Idxs.slice(1));
913 }
914
915 Constant *llvm::ConstantFoldInsertValueInstruction(Constant *Agg,
916                                                    Constant *Val,
917                                                    ArrayRef<unsigned> Idxs) {
918   // Base case: no indices, so replace the entire value.
919   if (Idxs.empty())
920     return Val;
921
922   if (isa<UndefValue>(Agg)) {
923     // Insertion of constant into aggregate undef
924     // Optimize away insertion of undef.
925     if (isa<UndefValue>(Val))
926       return Agg;
927     
928     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
929     // the insertion.
930     CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
931     unsigned numOps;
932     if (ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
933       numOps = AR->getNumElements();
934     else
935       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
936     
937     std::vector<Constant*> Ops(numOps); 
938     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
939       Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
940       Constant *Op =
941         (Idxs[0] == i) ?
942         ConstantFoldInsertValueInstruction(UndefValue::get(MemberTy),
943                                            Val, Idxs.slice(1)) :
944         UndefValue::get(MemberTy);
945       Ops[i] = Op;
946     }
947     
948     if (StructType* ST = dyn_cast<StructType>(AggTy))
949       return ConstantStruct::get(ST, Ops);
950     return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
951   }
952   
953   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg)) {
954     // Insertion of constant into aggregate zero
955     // Optimize away insertion of zero.
956     if (Val->isNullValue())
957       return Agg;
958     
959     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
960     // the insertion.
961     CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
962     unsigned numOps;
963     if (ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
964       numOps = AR->getNumElements();
965     else
966       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
967     
968     std::vector<Constant*> Ops(numOps);
969     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
970       Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
971       Constant *Op =
972         (Idxs[0] == i) ?
973         ConstantFoldInsertValueInstruction(Constant::getNullValue(MemberTy),
974                                            Val, Idxs.slice(1)) :
975         Constant::getNullValue(MemberTy);
976       Ops[i] = Op;
977     }
978     
979     if (StructType *ST = dyn_cast<StructType>(AggTy))
980       return ConstantStruct::get(ST, Ops);
981     return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
982   }
983   
984   if (isa<ConstantStruct>(Agg) || isa<ConstantArray>(Agg)) {
985     // Insertion of constant into aggregate constant.
986     std::vector<Constant*> Ops(Agg->getNumOperands());
987     for (unsigned i = 0; i < Agg->getNumOperands(); ++i) {
988       Constant *Op = cast<Constant>(Agg->getOperand(i));
989       if (Idxs[0] == i)
990         Op = ConstantFoldInsertValueInstruction(Op, Val, Idxs.slice(1));
991       Ops[i] = Op;
992     }
993     
994     if (StructType* ST = dyn_cast<StructType>(Agg->getType()))
995       return ConstantStruct::get(ST, Ops);
996     return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(Agg->getType()), Ops);
997   }
998
999   return 0;
1000 }
1001
1002
1003 Constant *llvm::ConstantFoldBinaryInstruction(unsigned Opcode,
1004                                               Constant *C1, Constant *C2) {
1005   // No compile-time operations on this type yet.
1006   if (C1->getType()->isPPC_FP128Ty())
1007     return 0;
1008
1009   // Handle UndefValue up front.
1010   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2)) {
1011     switch (Opcode) {
1012     case Instruction::Xor:
1013       if (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2))
1014         // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
1015         // idiom (misuse).
1016         return Constant::getNullValue(C1->getType());
1017       // Fallthrough
1018     case Instruction::Add:
1019     case Instruction::Sub:
1020       return UndefValue::get(C1->getType());
1021     case Instruction::And:
1022       if (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2)) // undef & undef -> undef
1023         return C1;
1024       return Constant::getNullValue(C1->getType());   // undef & X -> 0
1025     case Instruction::Mul: {
1026       ConstantInt *CI;
1027       // X * undef -> undef   if X is odd or undef
1028       if (((CI = dyn_cast<ConstantInt>(C1)) && CI->getValue()[0]) ||
1029           ((CI = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) && CI->getValue()[0]) ||
1030           (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2)))
1031         return UndefValue::get(C1->getType());
1032
1033       // X * undef -> 0       otherwise
1034       return Constant::getNullValue(C1->getType());
1035     }
1036     case Instruction::UDiv:
1037     case Instruction::SDiv:
1038       // undef / 1 -> undef
1039       if (Opcode == Instruction::UDiv || Opcode == Instruction::SDiv)
1040         if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2))
1041           if (CI2->isOne())
1042             return C1;
1043       // FALL THROUGH
1044     case Instruction::URem:
1045     case Instruction::SRem:
1046       if (!isa<UndefValue>(C2))                    // undef / X -> 0
1047         return Constant::getNullValue(C1->getType());
1048       return C2;                                   // X / undef -> undef
1049     case Instruction::Or:                          // X | undef -> -1
1050       if (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2)) // undef | undef -> undef
1051         return C1;
1052       return Constant::getAllOnesValue(C1->getType()); // undef | X -> ~0
1053     case Instruction::LShr:
1054       if (isa<UndefValue>(C2) && isa<UndefValue>(C1))
1055         return C1;                                  // undef lshr undef -> undef
1056       return Constant::getNullValue(C1->getType()); // X lshr undef -> 0
1057                                                     // undef lshr X -> 0
1058     case Instruction::AShr:
1059       if (!isa<UndefValue>(C2))                     // undef ashr X --> all ones
1060         return Constant::getAllOnesValue(C1->getType());
1061       else if (isa<UndefValue>(C1)) 
1062         return C1;                                  // undef ashr undef -> undef
1063       else
1064         return C1;                                  // X ashr undef --> X
1065     case Instruction::Shl:
1066       if (isa<UndefValue>(C2) && isa<UndefValue>(C1))
1067         return C1;                                  // undef shl undef -> undef
1068       // undef << X -> 0   or   X << undef -> 0
1069       return Constant::getNullValue(C1->getType());
1070     }
1071   }
1072
1073   // Handle simplifications when the RHS is a constant int.
1074   if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
1075     switch (Opcode) {
1076     case Instruction::Add:
1077       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;                         // X + 0 == X
1078       break;
1079     case Instruction::Sub:
1080       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;                         // X - 0 == X
1081       break;
1082     case Instruction::Mul:
1083       if (CI2->equalsInt(0)) return C2;                         // X * 0 == 0
1084       if (CI2->equalsInt(1))
1085         return C1;                                              // X * 1 == X
1086       break;
1087     case Instruction::UDiv:
1088     case Instruction::SDiv:
1089       if (CI2->equalsInt(1))
1090         return C1;                                            // X / 1 == X
1091       if (CI2->equalsInt(0))
1092         return UndefValue::get(CI2->getType());               // X / 0 == undef
1093       break;
1094     case Instruction::URem:
1095     case Instruction::SRem:
1096       if (CI2->equalsInt(1))
1097         return Constant::getNullValue(CI2->getType());        // X % 1 == 0
1098       if (CI2->equalsInt(0))
1099         return UndefValue::get(CI2->getType());               // X % 0 == undef
1100       break;
1101     case Instruction::And:
1102       if (CI2->isZero()) return C2;                           // X & 0 == 0
1103       if (CI2->isAllOnesValue())
1104         return C1;                                            // X & -1 == X
1105
1106       if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
1107         // (zext i32 to i64) & 4294967295 -> (zext i32 to i64)
1108         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) {
1109           unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
1110           unsigned SrcWidth =
1111             CE1->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
1112           APInt PossiblySetBits(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
1113           if ((PossiblySetBits & CI2->getValue()) == PossiblySetBits)
1114             return C1;
1115         }
1116
1117         // If and'ing the address of a global with a constant, fold it.
1118         if (CE1->getOpcode() == Instruction::PtrToInt && 
1119             isa<GlobalValue>(CE1->getOperand(0))) {
1120           GlobalValue *GV = cast<GlobalValue>(CE1->getOperand(0));
1121
1122           // Functions are at least 4-byte aligned.
1123           unsigned GVAlign = GV->getAlignment();
1124           if (isa<Function>(GV))
1125             GVAlign = std::max(GVAlign, 4U);
1126
1127           if (GVAlign > 1) {
1128             unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
1129             unsigned SrcWidth = std::min(DstWidth, Log2_32(GVAlign));
1130             APInt BitsNotSet(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
1131
1132             // If checking bits we know are clear, return zero.
1133             if ((CI2->getValue() & BitsNotSet) == CI2->getValue())
1134               return Constant::getNullValue(CI2->getType());
1135           }
1136         }
1137       }
1138       break;
1139     case Instruction::Or:
1140       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;    // X | 0 == X
1141       if (CI2->isAllOnesValue())
1142         return C2;                         // X | -1 == -1
1143       break;
1144     case Instruction::Xor:
1145       if (CI2->equalsInt(0)) return C1;    // X ^ 0 == X
1146
1147       if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
1148         switch (CE1->getOpcode()) {
1149         default: break;
1150         case Instruction::ICmp:
1151         case Instruction::FCmp:
1152           // cmp pred ^ true -> cmp !pred
1153           assert(CI2->equalsInt(1));
1154           CmpInst::Predicate pred = (CmpInst::Predicate)CE1->getPredicate();
1155           pred = CmpInst::getInversePredicate(pred);
1156           return ConstantExpr::getCompare(pred, CE1->getOperand(0),
1157                                           CE1->getOperand(1));
1158         }
1159       }
1160       break;
1161     case Instruction::AShr:
1162       // ashr (zext C to Ty), C2 -> lshr (zext C, CSA), C2
1163       if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1))
1164         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt)  // Top bits known zero.
1165           return ConstantExpr::getLShr(C1, C2);
1166       break;
1167     }
1168   } else if (isa<ConstantInt>(C1)) {
1169     // If C1 is a ConstantInt and C2 is not, swap the operands.
1170     if (Instruction::isCommutative(Opcode))
1171       return ConstantExpr::get(Opcode, C2, C1);
1172   }
1173
1174   // At this point we know neither constant is an UndefValue.
1175   if (ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C1)) {
1176     if (ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
1177       using namespace APIntOps;
1178       const APInt &C1V = CI1->getValue();
1179       const APInt &C2V = CI2->getValue();
1180       switch (Opcode) {
1181       default:
1182         break;
1183       case Instruction::Add:     
1184         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V + C2V);
1185       case Instruction::Sub:     
1186         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V - C2V);
1187       case Instruction::Mul:     
1188         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V * C2V);
1189       case Instruction::UDiv:
1190         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1191         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.udiv(C2V));
1192       case Instruction::SDiv:
1193         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1194         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
1195           return UndefValue::get(CI1->getType());   // MIN_INT / -1 -> undef
1196         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.sdiv(C2V));
1197       case Instruction::URem:
1198         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1199         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.urem(C2V));
1200       case Instruction::SRem:
1201         assert(!CI2->isNullValue() && "Div by zero handled above");
1202         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
1203           return UndefValue::get(CI1->getType());   // MIN_INT % -1 -> undef
1204         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.srem(C2V));
1205       case Instruction::And:
1206         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V & C2V);
1207       case Instruction::Or:
1208         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V | C2V);
1209       case Instruction::Xor:
1210         return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V ^ C2V);
1211       case Instruction::Shl: {
1212         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
1213         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
1214           return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.shl(shiftAmt));
1215         else
1216           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
1217       }
1218       case Instruction::LShr: {
1219         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
1220         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
1221           return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.lshr(shiftAmt));
1222         else
1223           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
1224       }
1225       case Instruction::AShr: {
1226         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
1227         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
1228           return ConstantInt::get(CI1->getContext(), C1V.ashr(shiftAmt));
1229         else
1230           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
1231       }
1232       }
1233     }
1234
1235     switch (Opcode) {
1236     case Instruction::SDiv:
1237     case Instruction::UDiv:
1238     case Instruction::URem:
1239     case Instruction::SRem:
1240     case Instruction::LShr:
1241     case Instruction::AShr:
1242     case Instruction::Shl:
1243       if (CI1->equalsInt(0)) return C1;
1244       break;
1245     default:
1246       break;
1247     }
1248   } else if (ConstantFP *CFP1 = dyn_cast<ConstantFP>(C1)) {
1249     if (ConstantFP *CFP2 = dyn_cast<ConstantFP>(C2)) {
1250       APFloat C1V = CFP1->getValueAPF();
1251       APFloat C2V = CFP2->getValueAPF();
1252       APFloat C3V = C1V;  // copy for modification
1253       switch (Opcode) {
1254       default:                   
1255         break;
1256       case Instruction::FAdd:
1257         (void)C3V.add(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1258         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1259       case Instruction::FSub:
1260         (void)C3V.subtract(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1261         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1262       case Instruction::FMul:
1263         (void)C3V.multiply(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1264         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1265       case Instruction::FDiv:
1266         (void)C3V.divide(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1267         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1268       case Instruction::FRem:
1269         (void)C3V.mod(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1270         return ConstantFP::get(C1->getContext(), C3V);
1271       }
1272     }
1273   } else if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType())) {
1274     ConstantVector *CP1 = dyn_cast<ConstantVector>(C1);
1275     ConstantVector *CP2 = dyn_cast<ConstantVector>(C2);
1276     if ((CP1 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C1)) &&
1277         (CP2 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C2))) {
1278       std::vector<Constant*> Res;
1279       Type* EltTy = VTy->getElementType();  
1280       Constant *C1 = 0;
1281       Constant *C2 = 0;
1282       switch (Opcode) {
1283       default:
1284         break;
1285       case Instruction::Add:
1286         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1287           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1288           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1289           Res.push_back(ConstantExpr::getAdd(C1, C2));
1290         }
1291         return ConstantVector::get(Res);
1292       case Instruction::FAdd:
1293         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1294           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1295           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1296           Res.push_back(ConstantExpr::getFAdd(C1, C2));
1297         }
1298         return ConstantVector::get(Res);
1299       case Instruction::Sub:
1300         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1301           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1302           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1303           Res.push_back(ConstantExpr::getSub(C1, C2));
1304         }
1305         return ConstantVector::get(Res);
1306       case Instruction::FSub:
1307         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1308           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1309           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1310           Res.push_back(ConstantExpr::getFSub(C1, C2));
1311         }
1312         return ConstantVector::get(Res);
1313       case Instruction::Mul:
1314         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1315           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1316           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1317           Res.push_back(ConstantExpr::getMul(C1, C2));
1318         }
1319         return ConstantVector::get(Res);
1320       case Instruction::FMul:
1321         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1322           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1323           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1324           Res.push_back(ConstantExpr::getFMul(C1, C2));
1325         }
1326         return ConstantVector::get(Res);
1327       case Instruction::UDiv:
1328         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1329           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1330           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1331           Res.push_back(ConstantExpr::getUDiv(C1, C2));
1332         }
1333         return ConstantVector::get(Res);
1334       case Instruction::SDiv:
1335         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1336           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1337           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1338           Res.push_back(ConstantExpr::getSDiv(C1, C2));
1339         }
1340         return ConstantVector::get(Res);
1341       case Instruction::FDiv:
1342         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1343           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1344           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1345           Res.push_back(ConstantExpr::getFDiv(C1, C2));
1346         }
1347         return ConstantVector::get(Res);
1348       case Instruction::URem:
1349         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1350           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1351           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1352           Res.push_back(ConstantExpr::getURem(C1, C2));
1353         }
1354         return ConstantVector::get(Res);
1355       case Instruction::SRem:
1356         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1357           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1358           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1359           Res.push_back(ConstantExpr::getSRem(C1, C2));
1360         }
1361         return ConstantVector::get(Res);
1362       case Instruction::FRem:
1363         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1364           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1365           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1366           Res.push_back(ConstantExpr::getFRem(C1, C2));
1367         }
1368         return ConstantVector::get(Res);
1369       case Instruction::And: 
1370         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1371           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1372           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1373           Res.push_back(ConstantExpr::getAnd(C1, C2));
1374         }
1375         return ConstantVector::get(Res);
1376       case Instruction::Or:
1377         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1378           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1379           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1380           Res.push_back(ConstantExpr::getOr(C1, C2));
1381         }
1382         return ConstantVector::get(Res);
1383       case Instruction::Xor:
1384         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1385           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1386           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1387           Res.push_back(ConstantExpr::getXor(C1, C2));
1388         }
1389         return ConstantVector::get(Res);
1390       case Instruction::LShr:
1391         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1392           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1393           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1394           Res.push_back(ConstantExpr::getLShr(C1, C2));
1395         }
1396         return ConstantVector::get(Res);
1397       case Instruction::AShr:
1398         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1399           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1400           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1401           Res.push_back(ConstantExpr::getAShr(C1, C2));
1402         }
1403         return ConstantVector::get(Res);
1404       case Instruction::Shl:
1405         for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1406           C1 = CP1 ? CP1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1407           C2 = CP2 ? CP2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
1408           Res.push_back(ConstantExpr::getShl(C1, C2));
1409         }
1410         return ConstantVector::get(Res);
1411       }
1412     }
1413   }
1414
1415   if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
1416     // There are many possible foldings we could do here.  We should probably
1417     // at least fold add of a pointer with an integer into the appropriate
1418     // getelementptr.  This will improve alias analysis a bit.
1419
1420     // Given ((a + b) + c), if (b + c) folds to something interesting, return
1421     // (a + (b + c)).
1422     if (Instruction::isAssociative(Opcode) && CE1->getOpcode() == Opcode) {
1423       Constant *T = ConstantExpr::get(Opcode, CE1->getOperand(1), C2);
1424       if (!isa<ConstantExpr>(T) || cast<ConstantExpr>(T)->getOpcode() != Opcode)
1425         return ConstantExpr::get(Opcode, CE1->getOperand(0), T);
1426     }
1427   } else if (isa<ConstantExpr>(C2)) {
1428     // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flop them around and fold the
1429     // other way if possible.
1430     if (Instruction::isCommutative(Opcode))
1431       return ConstantFoldBinaryInstruction(Opcode, C2, C1);
1432   }
1433
1434   // i1 can be simplified in many cases.
1435   if (C1->getType()->isIntegerTy(1)) {
1436     switch (Opcode) {
1437     case Instruction::Add:
1438     case Instruction::Sub:
1439       return ConstantExpr::getXor(C1, C2);
1440     case Instruction::Mul:
1441       return ConstantExpr::getAnd(C1, C2);
1442     case Instruction::Shl:
1443     case Instruction::LShr:
1444     case Instruction::AShr:
1445       // We can assume that C2 == 0.  If it were one the result would be
1446       // undefined because the shift value is as large as the bitwidth.
1447       return C1;
1448     case Instruction::SDiv:
1449     case Instruction::UDiv:
1450       // We can assume that C2 == 1.  If it were zero the result would be
1451       // undefined through division by zero.
1452       return C1;
1453     case Instruction::URem:
1454     case Instruction::SRem:
1455       // We can assume that C2 == 1.  If it were zero the result would be
1456       // undefined through division by zero.
1457       return ConstantInt::getFalse(C1->getContext());
1458     default:
1459       break;
1460     }
1461   }
1462
1463   // We don't know how to fold this.
1464   return 0;
1465 }
1466
1467 /// isZeroSizedType - This type is zero sized if its an array or structure of
1468 /// zero sized types.  The only leaf zero sized type is an empty structure.
1469 static bool isMaybeZeroSizedType(Type *Ty) {
1470   if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
1471     if (STy->isOpaque()) return true;  // Can't say.
1472
1473     // If all of elements have zero size, this does too.
1474     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
1475       if (!isMaybeZeroSizedType(STy->getElementType(i))) return false;
1476     return true;
1477
1478   } else if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
1479     return isMaybeZeroSizedType(ATy->getElementType());
1480   }
1481   return false;
1482 }
1483
1484 /// IdxCompare - Compare the two constants as though they were getelementptr
1485 /// indices.  This allows coersion of the types to be the same thing.
1486 ///
1487 /// If the two constants are the "same" (after coersion), return 0.  If the
1488 /// first is less than the second, return -1, if the second is less than the
1489 /// first, return 1.  If the constants are not integral, return -2.
1490 ///
1491 static int IdxCompare(Constant *C1, Constant *C2, Type *ElTy) {
1492   if (C1 == C2) return 0;
1493
1494   // Ok, we found a different index.  If they are not ConstantInt, we can't do
1495   // anything with them.
1496   if (!isa<ConstantInt>(C1) || !isa<ConstantInt>(C2))
1497     return -2; // don't know!
1498
1499   // Ok, we have two differing integer indices.  Sign extend them to be the same
1500   // type.  Long is always big enough, so we use it.
1501   if (!C1->getType()->isIntegerTy(64))
1502     C1 = ConstantExpr::getSExt(C1, Type::getInt64Ty(C1->getContext()));
1503
1504   if (!C2->getType()->isIntegerTy(64))
1505     C2 = ConstantExpr::getSExt(C2, Type::getInt64Ty(C1->getContext()));
1506
1507   if (C1 == C2) return 0;  // They are equal
1508
1509   // If the type being indexed over is really just a zero sized type, there is
1510   // no pointer difference being made here.
1511   if (isMaybeZeroSizedType(ElTy))
1512     return -2; // dunno.
1513
1514   // If they are really different, now that they are the same type, then we
1515   // found a difference!
1516   if (cast<ConstantInt>(C1)->getSExtValue() < 
1517       cast<ConstantInt>(C2)->getSExtValue())
1518     return -1;
1519   else
1520     return 1;
1521 }
1522
1523 /// evaluateFCmpRelation - This function determines if there is anything we can
1524 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
1525 /// things like ConstantFP comparisons, but should instead handle ConstantExprs.
1526 /// If we can determine that the two constants have a particular relation to 
1527 /// each other, we should return the corresponding FCmpInst predicate, 
1528 /// otherwise return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE. This is used below in
1529 /// ConstantFoldCompareInstruction.
1530 ///
1531 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
1532 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider ConstantFP
1533 /// to be the simplest, and ConstantExprs to be the most complex.
1534 static FCmpInst::Predicate evaluateFCmpRelation(Constant *V1, Constant *V2) {
1535   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
1536          "Cannot compare values of different types!");
1537
1538   // No compile-time operations on this type yet.
1539   if (V1->getType()->isPPC_FP128Ty())
1540     return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1541
1542   // Handle degenerate case quickly
1543   if (V1 == V2) return FCmpInst::FCMP_OEQ;
1544
1545   if (!isa<ConstantExpr>(V1)) {
1546     if (!isa<ConstantExpr>(V2)) {
1547       // We distilled thisUse the standard constant folder for a few cases
1548       ConstantInt *R = 0;
1549       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1550                       ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OEQ, V1, V2));
1551       if (R && !R->isZero()) 
1552         return FCmpInst::FCMP_OEQ;
1553       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1554                       ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OLT, V1, V2));
1555       if (R && !R->isZero()) 
1556         return FCmpInst::FCMP_OLT;
1557       R = dyn_cast<ConstantInt>(
1558                       ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OGT, V1, V2));
1559       if (R && !R->isZero()) 
1560         return FCmpInst::FCMP_OGT;
1561
1562       // Nothing more we can do
1563       return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1564     }
1565
1566     // If the first operand is simple and second is ConstantExpr, swap operands.
1567     FCmpInst::Predicate SwappedRelation = evaluateFCmpRelation(V2, V1);
1568     if (SwappedRelation != FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE)
1569       return FCmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1570   } else {
1571     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
1572     // constantexpr or a simple constant.
1573     ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
1574     switch (CE1->getOpcode()) {
1575     case Instruction::FPTrunc:
1576     case Instruction::FPExt:
1577     case Instruction::UIToFP:
1578     case Instruction::SIToFP:
1579       // We might be able to do something with these but we don't right now.
1580       break;
1581     default:
1582       break;
1583     }
1584   }
1585   // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1586   // probably be added on demand, as they seem needed.
1587   return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1588 }
1589
1590 /// evaluateICmpRelation - This function determines if there is anything we can
1591 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
1592 /// things like integer comparisons, but should instead handle ConstantExprs
1593 /// and GlobalValues.  If we can determine that the two constants have a
1594 /// particular relation to each other, we should return the corresponding ICmp
1595 /// predicate, otherwise return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE.
1596 ///
1597 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
1598 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider simple
1599 /// constants (like ConstantInt) to be the simplest, followed by
1600 /// GlobalValues, followed by ConstantExpr's (the most complex).
1601 ///
1602 static ICmpInst::Predicate evaluateICmpRelation(Constant *V1, Constant *V2,
1603                                                 bool isSigned) {
1604   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
1605          "Cannot compare different types of values!");
1606   if (V1 == V2) return ICmpInst::ICMP_EQ;
1607
1608   if (!isa<ConstantExpr>(V1) && !isa<GlobalValue>(V1) &&
1609       !isa<BlockAddress>(V1)) {
1610     if (!isa<GlobalValue>(V2) && !isa<ConstantExpr>(V2) &&
1611         !isa<BlockAddress>(V2)) {
1612       // We distilled this down to a simple case, use the standard constant
1613       // folder.
1614       ConstantInt *R = 0;
1615       ICmpInst::Predicate pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
1616       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, V1, V2));
1617       if (R && !R->isZero()) 
1618         return pred;
1619       pred = isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1620       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, V1, V2));
1621       if (R && !R->isZero())
1622         return pred;
1623       pred = isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1624       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, V1, V2));
1625       if (R && !R->isZero())
1626         return pred;
1627
1628       // If we couldn't figure it out, bail.
1629       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1630     }
1631
1632     // If the first operand is simple, swap operands.
1633     ICmpInst::Predicate SwappedRelation = 
1634       evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1635     if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1636       return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1637
1638   } else if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V1)) {
1639     if (isa<ConstantExpr>(V2)) {  // Swap as necessary.
1640       ICmpInst::Predicate SwappedRelation = 
1641         evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1642       if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1643         return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1644       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1645     }
1646
1647     // Now we know that the RHS is a GlobalValue, BlockAddress or simple
1648     // constant (which, since the types must match, means that it's a
1649     // ConstantPointerNull).
1650     if (const GlobalValue *GV2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1651       // Don't try to decide equality of aliases.
1652       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !isa<GlobalAlias>(GV2))
1653         if (!GV->hasExternalWeakLinkage() || !GV2->hasExternalWeakLinkage())
1654           return ICmpInst::ICMP_NE;
1655     } else if (isa<BlockAddress>(V2)) {
1656       return ICmpInst::ICMP_NE; // Globals never equal labels.
1657     } else {
1658       assert(isa<ConstantPointerNull>(V2) && "Canonicalization guarantee!");
1659       // GlobalVals can never be null unless they have external weak linkage.
1660       // We don't try to evaluate aliases here.
1661       if (!GV->hasExternalWeakLinkage() && !isa<GlobalAlias>(GV))
1662         return ICmpInst::ICMP_NE;
1663     }
1664   } else if (const BlockAddress *BA = dyn_cast<BlockAddress>(V1)) {
1665     if (isa<ConstantExpr>(V2)) {  // Swap as necessary.
1666       ICmpInst::Predicate SwappedRelation = 
1667         evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1668       if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1669         return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1670       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1671     }
1672     
1673     // Now we know that the RHS is a GlobalValue, BlockAddress or simple
1674     // constant (which, since the types must match, means that it is a
1675     // ConstantPointerNull).
1676     if (const BlockAddress *BA2 = dyn_cast<BlockAddress>(V2)) {
1677       // Block address in another function can't equal this one, but block
1678       // addresses in the current function might be the same if blocks are
1679       // empty.
1680       if (BA2->getFunction() != BA->getFunction())
1681         return ICmpInst::ICMP_NE;
1682     } else {
1683       // Block addresses aren't null, don't equal the address of globals.
1684       assert((isa<ConstantPointerNull>(V2) || isa<GlobalValue>(V2)) &&
1685              "Canonicalization guarantee!");
1686       return ICmpInst::ICMP_NE;
1687     }
1688   } else {
1689     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
1690     // constantexpr, a global, block address, or a simple constant.
1691     ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
1692     Constant *CE1Op0 = CE1->getOperand(0);
1693
1694     switch (CE1->getOpcode()) {
1695     case Instruction::Trunc:
1696     case Instruction::FPTrunc:
1697     case Instruction::FPExt:
1698     case Instruction::FPToUI:
1699     case Instruction::FPToSI:
1700       break; // We can't evaluate floating point casts or truncations.
1701
1702     case Instruction::UIToFP:
1703     case Instruction::SIToFP:
1704     case Instruction::BitCast:
1705     case Instruction::ZExt:
1706     case Instruction::SExt:
1707       // If the cast is not actually changing bits, and the second operand is a
1708       // null pointer, do the comparison with the pre-casted value.
1709       if (V2->isNullValue() &&
1710           (CE1->getType()->isPointerTy() || CE1->getType()->isIntegerTy())) {
1711         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) isSigned = false;
1712         if (CE1->getOpcode() == Instruction::SExt) isSigned = true;
1713         return evaluateICmpRelation(CE1Op0,
1714                                     Constant::getNullValue(CE1Op0->getType()), 
1715                                     isSigned);
1716       }
1717       break;
1718
1719     case Instruction::GetElementPtr:
1720       // Ok, since this is a getelementptr, we know that the constant has a
1721       // pointer type.  Check the various cases.
1722       if (isa<ConstantPointerNull>(V2)) {
1723         // If we are comparing a GEP to a null pointer, check to see if the base
1724         // of the GEP equals the null pointer.
1725         if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1726           if (GV->hasExternalWeakLinkage())
1727             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing that
1728             // to null pointer so its greater-or-equal
1729             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : ICmpInst::ICMP_UGE;
1730           else 
1731             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1732             // so the result is greater-than
1733             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1734         } else if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1735           // If we are indexing from a null pointer, check to see if we have any
1736           // non-zero indices.
1737           for (unsigned i = 1, e = CE1->getNumOperands(); i != e; ++i)
1738             if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue())
1739               // Offsetting from null, must not be equal.
1740               return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1741           // Only zero indexes from null, must still be zero.
1742           return ICmpInst::ICMP_EQ;
1743         }
1744         // Otherwise, we can't really say if the first operand is null or not.
1745       } else if (const GlobalValue *GV2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1746         if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1747           if (GV2->hasExternalWeakLinkage())
1748             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing it to
1749             // a null pointer, so its less-or-equal
1750             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLE : ICmpInst::ICMP_ULE;
1751           else
1752             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1753             // so the result is less-than
1754             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1755         } else if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1756           if (GV == GV2) {
1757             // If this is a getelementptr of the same global, then it must be
1758             // different.  Because the types must match, the getelementptr could
1759             // only have at most one index, and because we fold getelementptr's
1760             // with a single zero index, it must be nonzero.
1761             assert(CE1->getNumOperands() == 2 &&
1762                    !CE1->getOperand(1)->isNullValue() &&
1763                    "Surprising getelementptr!");
1764             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1765           } else {
1766             // If they are different globals, we don't know what the value is,
1767             // but they can't be equal.
1768             return ICmpInst::ICMP_NE;
1769           }
1770         }
1771       } else {
1772         ConstantExpr *CE2 = cast<ConstantExpr>(V2);
1773         Constant *CE2Op0 = CE2->getOperand(0);
1774
1775         // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1776         // probably be added on demand, as they seem needed.
1777         switch (CE2->getOpcode()) {
1778         default: break;
1779         case Instruction::GetElementPtr:
1780           // By far the most common case to handle is when the base pointers are
1781           // obviously to the same or different globals.
1782           if (isa<GlobalValue>(CE1Op0) && isa<GlobalValue>(CE2Op0)) {
1783             if (CE1Op0 != CE2Op0) // Don't know relative ordering, but not equal
1784               return ICmpInst::ICMP_NE;
1785             // Ok, we know that both getelementptr instructions are based on the
1786             // same global.  From this, we can precisely determine the relative
1787             // ordering of the resultant pointers.
1788             unsigned i = 1;
1789
1790             // The logic below assumes that the result of the comparison
1791             // can be determined by finding the first index that differs.
1792             // This doesn't work if there is over-indexing in any
1793             // subsequent indices, so check for that case first.
1794             if (!CE1->isGEPWithNoNotionalOverIndexing() ||
1795                 !CE2->isGEPWithNoNotionalOverIndexing())
1796                return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1797
1798             // Compare all of the operands the GEP's have in common.
1799             gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(CE1);
1800             for (;i != CE1->getNumOperands() && i != CE2->getNumOperands();
1801                  ++i, ++GTI)
1802               switch (IdxCompare(CE1->getOperand(i),
1803                                  CE2->getOperand(i), GTI.getIndexedType())) {
1804               case -1: return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT:ICmpInst::ICMP_ULT;
1805               case 1:  return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT:ICmpInst::ICMP_UGT;
1806               case -2: return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1807               }
1808
1809             // Ok, we ran out of things they have in common.  If any leftovers
1810             // are non-zero then we have a difference, otherwise we are equal.
1811             for (; i < CE1->getNumOperands(); ++i)
1812               if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue()) {
1813                 if (isa<ConstantInt>(CE1->getOperand(i)))
1814                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1815                 else
1816                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1817               }
1818
1819             for (; i < CE2->getNumOperands(); ++i)
1820               if (!CE2->getOperand(i)->isNullValue()) {
1821                 if (isa<ConstantInt>(CE2->getOperand(i)))
1822                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1823                 else
1824                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1825               }
1826             return ICmpInst::ICMP_EQ;
1827           }
1828         }
1829       }
1830     default:
1831       break;
1832     }
1833   }
1834
1835   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1836 }
1837
1838 Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstruction(unsigned short pred, 
1839                                                Constant *C1, Constant *C2) {
1840   Type *ResultTy;
1841   if (VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
1842     ResultTy = VectorType::get(Type::getInt1Ty(C1->getContext()),
1843                                VT->getNumElements());
1844   else
1845     ResultTy = Type::getInt1Ty(C1->getContext());
1846
1847   // Fold FCMP_FALSE/FCMP_TRUE unconditionally.
1848   if (pred == FCmpInst::FCMP_FALSE)
1849     return Constant::getNullValue(ResultTy);
1850
1851   if (pred == FCmpInst::FCMP_TRUE)
1852     return Constant::getAllOnesValue(ResultTy);
1853
1854   // Handle some degenerate cases first
1855   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2)) {
1856     // For EQ and NE, we can always pick a value for the undef to make the
1857     // predicate pass or fail, so we can return undef.
1858     // Also, if both operands are undef, we can return undef.
1859     if (ICmpInst::isEquality(ICmpInst::Predicate(pred)) ||
1860         (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2)))
1861       return UndefValue::get(ResultTy);
1862     // Otherwise, pick the same value as the non-undef operand, and fold
1863     // it to true or false.
1864     return ConstantInt::get(ResultTy, CmpInst::isTrueWhenEqual(pred));
1865   }
1866
1867   // No compile-time operations on this type yet.
1868   if (C1->getType()->isPPC_FP128Ty())
1869     return 0;
1870
1871   // icmp eq/ne(null,GV) -> false/true
1872   if (C1->isNullValue()) {
1873     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C2))
1874       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1875       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1876         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1877           return ConstantInt::getFalse(C1->getContext());
1878         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1879           return ConstantInt::getTrue(C1->getContext());
1880       }
1881   // icmp eq/ne(GV,null) -> false/true
1882   } else if (C2->isNullValue()) {
1883     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C1))
1884       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1885       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1886         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1887           return ConstantInt::getFalse(C1->getContext());
1888         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1889           return ConstantInt::getTrue(C1->getContext());
1890       }
1891   }
1892
1893   // If the comparison is a comparison between two i1's, simplify it.
1894   if (C1->getType()->isIntegerTy(1)) {
1895     switch(pred) {
1896     case ICmpInst::ICMP_EQ:
1897       if (isa<ConstantInt>(C2))
1898         return ConstantExpr::getXor(C1, ConstantExpr::getNot(C2));
1899       return ConstantExpr::getXor(ConstantExpr::getNot(C1), C2);
1900     case ICmpInst::ICMP_NE:
1901       return ConstantExpr::getXor(C1, C2);
1902     default:
1903       break;
1904     }
1905   }
1906
1907   if (isa<ConstantInt>(C1) && isa<ConstantInt>(C2)) {
1908     APInt V1 = cast<ConstantInt>(C1)->getValue();
1909     APInt V2 = cast<ConstantInt>(C2)->getValue();
1910     switch (pred) {
1911     default: llvm_unreachable("Invalid ICmp Predicate");
1912     case ICmpInst::ICMP_EQ:  return ConstantInt::get(ResultTy, V1 == V2);
1913     case ICmpInst::ICMP_NE:  return ConstantInt::get(ResultTy, V1 != V2);
1914     case ICmpInst::ICMP_SLT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.slt(V2));
1915     case ICmpInst::ICMP_SGT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.sgt(V2));
1916     case ICmpInst::ICMP_SLE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.sle(V2));
1917     case ICmpInst::ICMP_SGE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.sge(V2));
1918     case ICmpInst::ICMP_ULT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.ult(V2));
1919     case ICmpInst::ICMP_UGT: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.ugt(V2));
1920     case ICmpInst::ICMP_ULE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.ule(V2));
1921     case ICmpInst::ICMP_UGE: return ConstantInt::get(ResultTy, V1.uge(V2));
1922     }
1923   } else if (isa<ConstantFP>(C1) && isa<ConstantFP>(C2)) {
1924     APFloat C1V = cast<ConstantFP>(C1)->getValueAPF();
1925     APFloat C2V = cast<ConstantFP>(C2)->getValueAPF();
1926     APFloat::cmpResult R = C1V.compare(C2V);
1927     switch (pred) {
1928     default: llvm_unreachable("Invalid FCmp Predicate");
1929     case FCmpInst::FCMP_FALSE: return Constant::getNullValue(ResultTy);
1930     case FCmpInst::FCMP_TRUE:  return Constant::getAllOnesValue(ResultTy);
1931     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1932       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered);
1933     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1934       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpUnordered);
1935     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1936       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered ||
1937                                         R==APFloat::cmpEqual);
1938     case FCmpInst::FCMP_OEQ:   
1939       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpEqual);
1940     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1941       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpEqual);
1942     case FCmpInst::FCMP_ONE:   
1943       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpLessThan ||
1944                                         R==APFloat::cmpGreaterThan);
1945     case FCmpInst::FCMP_ULT: 
1946       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered ||
1947                                         R==APFloat::cmpLessThan);
1948     case FCmpInst::FCMP_OLT:   
1949       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpLessThan);
1950     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1951       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpUnordered ||
1952                                         R==APFloat::cmpGreaterThan);
1953     case FCmpInst::FCMP_OGT:
1954       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpGreaterThan);
1955     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1956       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpGreaterThan);
1957     case FCmpInst::FCMP_OLE: 
1958       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpLessThan ||
1959                                         R==APFloat::cmpEqual);
1960     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1961       return ConstantInt::get(ResultTy, R!=APFloat::cmpLessThan);
1962     case FCmpInst::FCMP_OGE: 
1963       return ConstantInt::get(ResultTy, R==APFloat::cmpGreaterThan ||
1964                                         R==APFloat::cmpEqual);
1965     }
1966   } else if (C1->getType()->isVectorTy()) {
1967     SmallVector<Constant*, 16> C1Elts, C2Elts;
1968     C1->getVectorElements(C1Elts);
1969     C2->getVectorElements(C2Elts);
1970     if (C1Elts.empty() || C2Elts.empty())
1971       return 0;
1972
1973     // If we can constant fold the comparison of each element, constant fold
1974     // the whole vector comparison.
1975     SmallVector<Constant*, 4> ResElts;
1976     // Compare the elements, producing an i1 result or constant expr.
1977     for (unsigned i = 0, e = C1Elts.size(); i != e; ++i)
1978       ResElts.push_back(ConstantExpr::getCompare(pred, C1Elts[i], C2Elts[i]));
1979
1980     return ConstantVector::get(ResElts);
1981   }
1982
1983   if (C1->getType()->isFloatingPointTy()) {
1984     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
1985     switch (evaluateFCmpRelation(C1, C2)) {
1986     default: llvm_unreachable("Unknown relation!");
1987     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1988     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1989     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1990     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1991     case FCmpInst::FCMP_ULT:
1992     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1993     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1994     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1995     case FCmpInst::FCMP_TRUE:
1996     case FCmpInst::FCMP_FALSE:
1997     case FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE:
1998       break; // Couldn't determine anything about these constants.
1999     case FCmpInst::FCMP_OEQ: // We know that C1 == C2
2000       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UEQ || pred == FCmpInst::FCMP_OEQ ||
2001                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
2002                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
2003       break;
2004     case FCmpInst::FCMP_OLT: // We know that C1 < C2
2005       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
2006                 pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT ||
2007                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE);
2008       break;
2009     case FCmpInst::FCMP_OGT: // We know that C1 > C2
2010       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
2011                 pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT ||
2012                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
2013       break;
2014     case FCmpInst::FCMP_OLE: // We know that C1 <= C2
2015       // We can only partially decide this relation.
2016       if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT) 
2017         Result = 0;
2018       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT) 
2019         Result = 1;
2020       break;
2021     case FCmpInst::FCMP_OGE: // We known that C1 >= C2
2022       // We can only partially decide this relation.
2023       if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT) 
2024         Result = 0;
2025       else if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT) 
2026         Result = 1;
2027       break;
2028     case FCmpInst::FCMP_ONE: // We know that C1 != C2
2029       // We can only partially decide this relation.
2030       if (pred == FCmpInst::FCMP_OEQ || pred == FCmpInst::FCMP_UEQ) 
2031         Result = 0;
2032       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ONE || pred == FCmpInst::FCMP_UNE) 
2033         Result = 1;
2034       break;
2035     }
2036
2037     // If we evaluated the result, return it now.
2038     if (Result != -1)
2039       return ConstantInt::get(ResultTy, Result);
2040
2041   } else {
2042     // Evaluate the relation between the two constants, per the predicate.
2043     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
2044     switch (evaluateICmpRelation(C1, C2, CmpInst::isSigned(pred))) {
2045     default: llvm_unreachable("Unknown relational!");
2046     case ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE:
2047       break;  // Couldn't determine anything about these constants.
2048     case ICmpInst::ICMP_EQ:   // We know the constants are equal!
2049       // If we know the constants are equal, we can decide the result of this
2050       // computation precisely.
2051       Result = ICmpInst::isTrueWhenEqual((ICmpInst::Predicate)pred);
2052       break;
2053     case ICmpInst::ICMP_ULT:
2054       switch (pred) {
2055       case ICmpInst::ICMP_ULT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_ULE:
2056         Result = 1; break;
2057       case ICmpInst::ICMP_UGT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_UGE:
2058         Result = 0; break;
2059       }
2060       break;
2061     case ICmpInst::ICMP_SLT:
2062       switch (pred) {
2063       case ICmpInst::ICMP_SLT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_SLE:
2064         Result = 1; break;
2065       case ICmpInst::ICMP_SGT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_SGE:
2066         Result = 0; break;
2067       }
2068       break;
2069     case ICmpInst::ICMP_UGT:
2070       switch (pred) {
2071       case ICmpInst::ICMP_UGT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_UGE:
2072         Result = 1; break;
2073       case ICmpInst::ICMP_ULT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_ULE:
2074         Result = 0; break;
2075       }
2076       break;
2077     case ICmpInst::ICMP_SGT:
2078       switch (pred) {
2079       case ICmpInst::ICMP_SGT: case ICmpInst::ICMP_NE: case ICmpInst::ICMP_SGE:
2080         Result = 1; break;
2081       case ICmpInst::ICMP_SLT: case ICmpInst::ICMP_EQ: case ICmpInst::ICMP_SLE:
2082         Result = 0; break;
2083       }
2084       break;
2085     case ICmpInst::ICMP_ULE:
2086       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT) Result = 0;
2087       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT || pred == ICmpInst::ICMP_ULE) Result = 1;
2088       break;
2089     case ICmpInst::ICMP_SLE:
2090       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT) Result = 0;
2091       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT || pred == ICmpInst::ICMP_SLE) Result = 1;
2092       break;
2093     case ICmpInst::ICMP_UGE:
2094       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT) Result = 0;
2095       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT || pred == ICmpInst::ICMP_UGE) Result = 1;
2096       break;
2097     case ICmpInst::ICMP_SGE:
2098       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT) Result = 0;
2099       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT || pred == ICmpInst::ICMP_SGE) Result = 1;
2100       break;
2101     case ICmpInst::ICMP_NE:
2102       if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ) Result = 0;
2103       if (pred == ICmpInst::ICMP_NE) Result = 1;
2104       break;
2105     }
2106
2107     // If we evaluated the result, return it now.
2108     if (Result != -1)
2109       return ConstantInt::get(ResultTy, Result);
2110
2111     // If the right hand side is a bitcast, try using its inverse to simplify
2112     // it by moving it to the left hand side.  We can't do this if it would turn
2113     // a vector compare into a scalar compare or visa versa.
2114     if (ConstantExpr *CE2 = dyn_cast<ConstantExpr>(C2)) {
2115       Constant *CE2Op0 = CE2->getOperand(0);
2116       if (CE2->getOpcode() == Instruction::BitCast &&
2117           CE2->getType()->isVectorTy() == CE2Op0->getType()->isVectorTy()) {
2118         Constant *Inverse = ConstantExpr::getBitCast(C1, CE2Op0->getType());
2119         return ConstantExpr::getICmp(pred, Inverse, CE2Op0);
2120       }
2121     }
2122
2123     // If the left hand side is an extension, try eliminating it.
2124     if (ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
2125       if ((CE1->getOpcode() == Instruction::SExt && ICmpInst::isSigned(pred)) ||
2126           (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt && !ICmpInst::isSigned(pred))){
2127         Constant *CE1Op0 = CE1->getOperand(0);
2128         Constant *CE1Inverse = ConstantExpr::getTrunc(CE1, CE1Op0->getType());
2129         if (CE1Inverse == CE1Op0) {
2130           // Check whether we can safely truncate the right hand side.
2131           Constant *C2Inverse = ConstantExpr::getTrunc(C2, CE1Op0->getType());
2132           if (ConstantExpr::getZExt(C2Inverse, C2->getType()) == C2) {
2133             return ConstantExpr::getICmp(pred, CE1Inverse, C2Inverse);
2134           }
2135         }
2136       }
2137     }
2138
2139     if ((!isa<ConstantExpr>(C1) && isa<ConstantExpr>(C2)) ||
2140         (C1->isNullValue() && !C2->isNullValue())) {
2141       // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flip them around and fold the
2142       // other way if possible.
2143       // Also, if C1 is null and C2 isn't, flip them around.
2144       pred = ICmpInst::getSwappedPredicate((ICmpInst::Predicate)pred);
2145       return ConstantExpr::getICmp(pred, C2, C1);
2146     }
2147   }
2148   return 0;
2149 }
2150
2151 /// isInBoundsIndices - Test whether the given sequence of *normalized* indices
2152 /// is "inbounds".
2153 template<typename IndexTy>
2154 static bool isInBoundsIndices(ArrayRef<IndexTy> Idxs) {
2155   // No indices means nothing that could be out of bounds.
2156   if (Idxs.empty()) return true;
2157
2158   // If the first index is zero, it's in bounds.
2159   if (cast<Constant>(Idxs[0])->isNullValue()) return true;
2160
2161   // If the first index is one and all the rest are zero, it's in bounds,
2162   // by the one-past-the-end rule.
2163   if (!cast<ConstantInt>(Idxs[0])->isOne())
2164     return false;
2165   for (unsigned i = 1, e = Idxs.size(); i != e; ++i)
2166     if (!cast<Constant>(Idxs[i])->isNullValue())
2167       return false;
2168   return true;
2169 }
2170
2171 template<typename IndexTy>
2172 static Constant *ConstantFoldGetElementPtrImpl(Constant *C,
2173                                                bool inBounds,
2174                                                ArrayRef<IndexTy> Idxs) {
2175   if (Idxs.empty()) return C;
2176   Constant *Idx0 = cast<Constant>(Idxs[0]);
2177   if ((Idxs.size() == 1 && Idx0->isNullValue()))
2178     return C;
2179
2180   if (isa<UndefValue>(C)) {
2181     PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
2182     Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr, Idxs);
2183     assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
2184     return UndefValue::get(PointerType::get(Ty, Ptr->getAddressSpace()));
2185   }
2186
2187   if (C->isNullValue()) {
2188     bool isNull = true;
2189     for (unsigned i = 0, e = Idxs.size(); i != e; ++i)
2190       if (!cast<Constant>(Idxs[i])->isNullValue()) {
2191         isNull = false;
2192         break;
2193       }
2194     if (isNull) {
2195       PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
2196       Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr, Idxs);
2197       assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
2198       return ConstantPointerNull::get(PointerType::get(Ty,
2199                                                        Ptr->getAddressSpace()));
2200     }
2201   }
2202
2203   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
2204     // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
2205     // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
2206     // getelementptr instructions into a single instruction.
2207     //
2208     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
2209       Type *LastTy = 0;
2210       for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(CE), E = gep_type_end(CE);
2211            I != E; ++I)
2212         LastTy = *I;
2213
2214       if ((LastTy && isa<SequentialType>(LastTy)) || Idx0->isNullValue()) {
2215         SmallVector<Value*, 16> NewIndices;
2216         NewIndices.reserve(Idxs.size() + CE->getNumOperands());
2217         for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands()-1; i != e; ++i)
2218           NewIndices.push_back(CE->getOperand(i));
2219
2220         // Add the last index of the source with the first index of the new GEP.
2221         // Make sure to handle the case when they are actually different types.
2222         Constant *Combined = CE->getOperand(CE->getNumOperands()-1);
2223         // Otherwise it must be an array.
2224         if (!Idx0->isNullValue()) {
2225           Type *IdxTy = Combined->getType();
2226           if (IdxTy != Idx0->getType()) {
2227             Type *Int64Ty = Type::getInt64Ty(IdxTy->getContext());
2228             Constant *C1 = ConstantExpr::getSExtOrBitCast(Idx0, Int64Ty);
2229             Constant *C2 = ConstantExpr::getSExtOrBitCast(Combined, Int64Ty);
2230             Combined = ConstantExpr::get(Instruction::Add, C1, C2);
2231           } else {
2232             Combined =
2233               ConstantExpr::get(Instruction::Add, Idx0, Combined);
2234           }
2235         }
2236
2237         NewIndices.push_back(Combined);
2238         NewIndices.append(Idxs.begin() + 1, Idxs.end());
2239         return
2240           ConstantExpr::getGetElementPtr(CE->getOperand(0), NewIndices,
2241                                          inBounds &&
2242                                            cast<GEPOperator>(CE)->isInBounds());
2243       }
2244     }
2245
2246     // Implement folding of:
2247     //    i32* getelementptr ([2 x i32]* bitcast ([3 x i32]* %X to [2 x i32]*),
2248     //                        i64 0, i64 0)
2249     // To: i32* getelementptr ([3 x i32]* %X, i64 0, i64 0)
2250     //
2251     if (CE->isCast() && Idxs.size() > 1 && Idx0->isNullValue()) {
2252       if (PointerType *SPT =
2253           dyn_cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType()))
2254         if (ArrayType *SAT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getElementType()))
2255           if (ArrayType *CAT =
2256         dyn_cast<ArrayType>(cast<PointerType>(C->getType())->getElementType()))
2257             if (CAT->getElementType() == SAT->getElementType())
2258               return
2259                 ConstantExpr::getGetElementPtr((Constant*)CE->getOperand(0),
2260                                                Idxs, inBounds);
2261     }
2262   }
2263
2264   // Check to see if any array indices are not within the corresponding
2265   // notional array bounds. If so, try to determine if they can be factored
2266   // out into preceding dimensions.
2267   bool Unknown = false;
2268   SmallVector<Constant *, 8> NewIdxs;
2269   Type *Ty = C->getType();
2270   Type *Prev = 0;
2271   for (unsigned i = 0, e = Idxs.size(); i != e;
2272        Prev = Ty, Ty = cast<CompositeType>(Ty)->getTypeAtIndex(Idxs[i]), ++i) {
2273     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idxs[i])) {
2274       if (ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty))
2275         if (ATy->getNumElements() <= INT64_MAX &&
2276             ATy->getNumElements() != 0 &&
2277             CI->getSExtValue() >= (int64_t)ATy->getNumElements()) {
2278           if (isa<SequentialType>(Prev)) {
2279             // It's out of range, but we can factor it into the prior
2280             // dimension.
2281             NewIdxs.resize(Idxs.size());
2282             ConstantInt *Factor = ConstantInt::get(CI->getType(),
2283                                                    ATy->getNumElements());
2284             NewIdxs[i] = ConstantExpr::getSRem(CI, Factor);
2285
2286             Constant *PrevIdx = cast<Constant>(Idxs[i-1]);
2287             Constant *Div = ConstantExpr::getSDiv(CI, Factor);
2288
2289             // Before adding, extend both operands to i64 to avoid
2290             // overflow trouble.
2291             if (!PrevIdx->getType()->isIntegerTy(64))
2292               PrevIdx = ConstantExpr::getSExt(PrevIdx,
2293                                            Type::getInt64Ty(Div->getContext()));
2294             if (!Div->getType()->isIntegerTy(64))
2295               Div = ConstantExpr::getSExt(Div,
2296                                           Type::getInt64Ty(Div->getContext()));
2297
2298             NewIdxs[i-1] = ConstantExpr::getAdd(PrevIdx, Div);
2299           } else {
2300             // It's out of range, but the prior dimension is a struct
2301             // so we can't do anything about it.
2302             Unknown = true;
2303           }
2304         }
2305     } else {
2306       // We don't know if it's in range or not.
2307       Unknown = true;
2308     }
2309   }
2310
2311   // If we did any factoring, start over with the adjusted indices.
2312   if (!NewIdxs.empty()) {
2313     for (unsigned i = 0, e = Idxs.size(); i != e; ++i)
2314       if (!NewIdxs[i]) NewIdxs[i] = cast<Constant>(Idxs[i]);
2315     return ConstantExpr::getGetElementPtr(C, NewIdxs, inBounds);
2316   }
2317
2318   // If all indices are known integers and normalized, we can do a simple
2319   // check for the "inbounds" property.
2320   if (!Unknown && !inBounds &&
2321       isa<GlobalVariable>(C) && isInBoundsIndices(Idxs))
2322     return ConstantExpr::getInBoundsGetElementPtr(C, Idxs);
2323
2324   return 0;
2325 }
2326
2327 Constant *llvm::ConstantFoldGetElementPtr(Constant *C,
2328                                           bool inBounds,
2329                                           ArrayRef<Constant *> Idxs) {
2330   return ConstantFoldGetElementPtrImpl(C, inBounds, Idxs);
2331 }
2332
2333 Constant *llvm::ConstantFoldGetElementPtr(Constant *C,
2334                                           bool inBounds,
2335                                           ArrayRef<Value *> Idxs) {
2336   return ConstantFoldGetElementPtrImpl(C, inBounds, Idxs);
2337 }