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 // template-based folder for simple primitive constants like ConstantInt, and
  16 // the special case hackery that we use to symbolically evaluate expressions
  17 // that use ConstantExprs.
  18 //
  19 //===----------------------------------------------------------------------===//
  20
  21 #include "ConstantFold.h"
  22 #include "llvm/Constants.h"
  23 #include "llvm/Instructions.h"
  24 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  25 #include "llvm/Function.h"
  26 #include "llvm/GlobalAlias.h"
  27 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  28 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  29 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  30 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
  31 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  32 #include <limits>
  33 using namespace llvm;
  34
  35 //===----------------------------------------------------------------------===//
  36 //                ConstantFold*Instruction Implementations
  37 //===----------------------------------------------------------------------===//
  38
  39 /// BitCastConstantVector - Convert the specified ConstantVector node to the
  40 /// specified vector type.  At this point, we know that the elements of the
  41 /// input vector constant are all simple integer or FP values.
  42 static Constant *BitCastConstantVector(ConstantVector *CV,
  43                                        const VectorType *DstTy) {
  44   // If this cast changes element count then we can't handle it here:
  45   // doing so requires endianness information.  This should be handled by
  46   // Analysis/ConstantFolding.cpp
  47   unsigned NumElts = DstTy->getNumElements();
  48   if (NumElts != CV->getNumOperands())
  49     return 0;
  50
  51   // Check to verify that all elements of the input are simple.
  52   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
  53     if (!isa<ConstantInt>(CV->getOperand(i)) &&
  54         !isa<ConstantFP>(CV->getOperand(i)))
  55       return 0;
  56   }
  57
  58   // Bitcast each element now.
  59   std::vector<Constant*> Result;
  60   const Type *DstEltTy = DstTy->getElementType();
  61   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i)
  62     Result.push_back(ConstantExpr::getBitCast(CV->getOperand(i), DstEltTy));
  63   return ConstantVector::get(Result);
  64 }
  65
  66 /// This function determines which opcode to use to fold two constant cast
  67 /// expressions together. It uses CastInst::isEliminableCastPair to determine
  68 /// the opcode. Consequently its just a wrapper around that function.
  69 /// @brief Determine if it is valid to fold a cast of a cast
  70 static unsigned
  71 foldConstantCastPair(
  72   unsigned opc,          ///< opcode of the second cast constant expression
  73   const ConstantExpr*Op, ///< the first cast constant expression
  74   const Type *DstTy      ///< desintation type of the first cast
  75 ) {
  76   assert(Op && Op->isCast() && "Can't fold cast of cast without a cast!");
  77   assert(DstTy && DstTy->isFirstClassType() && "Invalid cast destination type");
  78   assert(CastInst::isCast(opc) && "Invalid cast opcode");
  79
  80   // The the types and opcodes for the two Cast constant expressions
  81   const Type *SrcTy = Op->getOperand(0)->getType();
  82   const Type *MidTy = Op->getType();
  83   Instruction::CastOps firstOp = Instruction::CastOps(Op->getOpcode());
  84   Instruction::CastOps secondOp = Instruction::CastOps(opc);
  85
  86   // Let CastInst::isEliminableCastPair do the heavy lifting.
  87   return CastInst::isEliminableCastPair(firstOp, secondOp, SrcTy, MidTy, DstTy,
  88                                         Type::Int64Ty);
  89 }
  90
  91 static Constant *FoldBitCast(Constant *V, const Type *DestTy) {
  92   const Type *SrcTy = V->getType();
  93   if (SrcTy == DestTy)
  94     return V; // no-op cast
  95
  96   // Check to see if we are casting a pointer to an aggregate to a pointer to
  97   // the first element.  If so, return the appropriate GEP instruction.
  98   if (const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(V->getType()))
  99     if (const PointerType *DPTy = dyn_cast<PointerType>(DestTy))
 100       if (PTy->getAddressSpace() == DPTy->getAddressSpace()) {
 101         SmallVector<Value*, 8> IdxList;
 102         IdxList.push_back(Constant::getNullValue(Type::Int32Ty));
 103         const Type *ElTy = PTy->getElementType();
 104         while (ElTy != DPTy->getElementType()) {
 105           if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ElTy)) {
 106             if (STy->getNumElements() == 0) break;
 107             ElTy = STy->getElementType(0);
 108             IdxList.push_back(Constant::getNullValue(Type::Int32Ty));
 109           } else if (const SequentialType *STy =
 110                      dyn_cast<SequentialType>(ElTy)) {
 111             if (isa<PointerType>(ElTy)) break;  // Can't index into pointers!
 112             ElTy = STy->getElementType();
 113             IdxList.push_back(IdxList[0]);
 114           } else {
 115             break;
 116           }
 117         }
 118
 119         if (ElTy == DPTy->getElementType())
 120           return ConstantExpr::getGetElementPtr(V, &IdxList[0], IdxList.size());
 121       }
 122
 123   // Handle casts from one vector constant to another.  We know that the src
 124   // and dest type have the same size (otherwise its an illegal cast).
 125   if (const VectorType *DestPTy = dyn_cast<VectorType>(DestTy)) {
 126     if (const VectorType *SrcTy = dyn_cast<VectorType>(V->getType())) {
 127       assert(DestPTy->getBitWidth() == SrcTy->getBitWidth() &&
 128              "Not cast between same sized vectors!");
 129       // First, check for null.  Undef is already handled.
 130       if (isa<ConstantAggregateZero>(V))
 131         return Constant::getNullValue(DestTy);
 132
 133       if (ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V))
 134         return BitCastConstantVector(CV, DestPTy);
 135     }
 136   }
 137
 138   // Finally, implement bitcast folding now.   The code below doesn't handle
 139   // bitcast right.
 140   if (isa<ConstantPointerNull>(V))  // ptr->ptr cast.
 141     return ConstantPointerNull::get(cast<PointerType>(DestTy));
 142
 143   // Handle integral constant input.
 144   if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 145     if (DestTy->isInteger())
 146       // Integral -> Integral. This is a no-op because the bit widths must
 147       // be the same. Consequently, we just fold to V.
 148       return V;
 149
 150     if (DestTy->isFloatingPoint()) {
 151       assert((DestTy == Type::DoubleTy || DestTy == Type::FloatTy) &&
 152              "Unknown FP type!");
 153       return ConstantFP::get(APFloat(CI->getValue()));
 154     }
 155     // Otherwise, can't fold this (vector?)
 156     return 0;
 157   }
 158
 159   // Handle ConstantFP input.
 160   if (const ConstantFP *FP = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
 161     // FP -> Integral.
 162     if (DestTy == Type::Int32Ty) {
 163       return ConstantInt::get(FP->getValueAPF().convertToAPInt());
 164     } else {
 165       assert(DestTy == Type::Int64Ty && "only support f32/f64 for now!");
 166       return ConstantInt::get(FP->getValueAPF().convertToAPInt());
 167     }
 168   }
 169   return 0;
 170 }
 171
 172
 173 Constant *llvm::ConstantFoldCastInstruction(unsigned opc, const Constant *V,
 174                                             const Type *DestTy) {
 175   if (isa<UndefValue>(V)) {
 176     // zext(undef) = 0, because the top bits will be zero.
 177     // sext(undef) = 0, because the top bits will all be the same.
 178     // [us]itofp(undef) = 0, because the result value is bounded.
 179     if (opc == Instruction::ZExt || opc == Instruction::SExt ||
 180         opc == Instruction::UIToFP || opc == Instruction::SIToFP)
 181       return Constant::getNullValue(DestTy);
 182     return UndefValue::get(DestTy);
 183   }
 184   // No compile-time operations on this type yet.
 185   if (V->getType() == Type::PPC_FP128Ty || DestTy == Type::PPC_FP128Ty)
 186     return 0;
 187
 188   // If the cast operand is a constant expression, there's a few things we can
 189   // do to try to simplify it.
 190   if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
 191     if (CE->isCast()) {
 192       // Try hard to fold cast of cast because they are often eliminable.
 193       if (unsigned newOpc = foldConstantCastPair(opc, CE, DestTy))
 194         return ConstantExpr::getCast(newOpc, CE->getOperand(0), DestTy);
 195     } else if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
 196       // If all of the indexes in the GEP are null values, there is no pointer
 197       // adjustment going on.  We might as well cast the source pointer.
 198       bool isAllNull = true;
 199       for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
 200         if (!CE->getOperand(i)->isNullValue()) {
 201           isAllNull = false;
 202           break;
 203         }
 204       if (isAllNull)
 205         // This is casting one pointer type to another, always BitCast
 206         return ConstantExpr::getPointerCast(CE->getOperand(0), DestTy);
 207     }
 208   }
 209
 210   // We actually have to do a cast now. Perform the cast according to the
 211   // opcode specified.
 212   switch (opc) {
 213   case Instruction::FPTrunc:
 214   case Instruction::FPExt:
 215     if (const ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
 216       APFloat Val = FPC->getValueAPF();
 217       Val.convert(DestTy == Type::FloatTy ? APFloat::IEEEsingle :
 218                   DestTy == Type::DoubleTy ? APFloat::IEEEdouble :
 219                   DestTy == Type::X86_FP80Ty ? APFloat::x87DoubleExtended :
 220                   DestTy == Type::FP128Ty ? APFloat::IEEEquad :
 221                   APFloat::Bogus,
 222                   APFloat::rmNearestTiesToEven);
 223       return ConstantFP::get(Val);
 224     }
 225     return 0; // Can't fold.
 226   case Instruction::FPToUI:
 227   case Instruction::FPToSI:
 228     if (const ConstantFP *FPC = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
 229       const APFloat &V = FPC->getValueAPF();
 230       uint64_t x[2];
 231       uint32_t DestBitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
 232       (void) V.convertToInteger(x, DestBitWidth, opc==Instruction::FPToSI,
 233                                 APFloat::rmTowardZero);
 234       APInt Val(DestBitWidth, 2, x);
 235       return ConstantInt::get(Val);
 236     }
 237     if (const ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
 238       std::vector<Constant*> res;
 239       const VectorType *DestVecTy = cast<VectorType>(DestTy);
 240       const Type *DstEltTy = DestVecTy->getElementType();
 241       for (unsigned i = 0, e = CV->getType()->getNumElements(); i != e; ++i)
 242         res.push_back(ConstantExpr::getCast(opc, CV->getOperand(i), DstEltTy));
 243       return ConstantVector::get(DestVecTy, res);
 244     }
 245     return 0; // Can't fold.
 246   case Instruction::IntToPtr:   //always treated as unsigned
 247     if (V->isNullValue())       // Is it an integral null value?
 248       return ConstantPointerNull::get(cast<PointerType>(DestTy));
 249     return 0;                   // Other pointer types cannot be casted
 250   case Instruction::PtrToInt:   // always treated as unsigned
 251     if (V->isNullValue())       // is it a null pointer value?
 252       return ConstantInt::get(DestTy, 0);
 253     return 0;                   // Other pointer types cannot be casted
 254   case Instruction::UIToFP:
 255   case Instruction::SIToFP:
 256     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 257       APInt api = CI->getValue();
 258       const uint64_t zero[] = {0, 0};
 259       APFloat apf = APFloat(APInt(DestTy->getPrimitiveSizeInBits(),
 260                                   2, zero));
 261       (void)apf.convertFromAPInt(api,
 262                                  opc==Instruction::SIToFP,
 263                                  APFloat::rmNearestTiesToEven);
 264       return ConstantFP::get(apf);
 265     }
 266     if (const ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(V)) {
 267       std::vector<Constant*> res;
 268       const VectorType *DestVecTy = cast<VectorType>(DestTy);
 269       const Type *DstEltTy = DestVecTy->getElementType();
 270       for (unsigned i = 0, e = CV->getType()->getNumElements(); i != e; ++i)
 271         res.push_back(ConstantExpr::getCast(opc, CV->getOperand(i), DstEltTy));
 272       return ConstantVector::get(DestVecTy, res);
 273     }
 274     return 0;
 275   case Instruction::ZExt:
 276     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 277       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
 278       APInt Result(CI->getValue());
 279       Result.zext(BitWidth);
 280       return ConstantInt::get(Result);
 281     }
 282     return 0;
 283   case Instruction::SExt:
 284     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 285       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
 286       APInt Result(CI->getValue());
 287       Result.sext(BitWidth);
 288       return ConstantInt::get(Result);
 289     }
 290     return 0;
 291   case Instruction::Trunc:
 292     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 293       uint32_t BitWidth = cast<IntegerType>(DestTy)->getBitWidth();
 294       APInt Result(CI->getValue());
 295       Result.trunc(BitWidth);
 296       return ConstantInt::get(Result);
 297     }
 298     return 0;
 299   case Instruction::BitCast:
 300     return FoldBitCast(const_cast<Constant*>(V), DestTy);
 301   default:
 302     assert(!"Invalid CE CastInst opcode");
 303     break;
 304   }
 305
 306   assert(0 && "Failed to cast constant expression");
 307   return 0;
 308 }
 309
 310 Constant *llvm::ConstantFoldSelectInstruction(const Constant *Cond,
 311                                               const Constant *V1,
 312                                               const Constant *V2) {
 313   if (const ConstantInt *CB = dyn_cast<ConstantInt>(Cond))
 314     return const_cast<Constant*>(CB->getZExtValue() ? V1 : V2);
 315
 316   if (isa<UndefValue>(V1)) return const_cast<Constant*>(V2);
 317   if (isa<UndefValue>(V2)) return const_cast<Constant*>(V1);
 318   if (isa<UndefValue>(Cond)) return const_cast<Constant*>(V1);
 319   if (V1 == V2) return const_cast<Constant*>(V1);
 320   return 0;
 321 }
 322
 323 Constant *llvm::ConstantFoldExtractElementInstruction(const Constant *Val,
 324                                                       const Constant *Idx) {
 325   if (isa<UndefValue>(Val))  // ee(undef, x) -> undef
 326     return UndefValue::get(cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
 327   if (Val->isNullValue())  // ee(zero, x) -> zero
 328     return Constant::getNullValue(
 329                           cast<VectorType>(Val->getType())->getElementType());
 330
 331   if (const ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
 332     if (const ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
 333       return CVal->getOperand(CIdx->getZExtValue());
 334     } else if (isa<UndefValue>(Idx)) {
 335       // ee({w,x,y,z}, undef) -> w (an arbitrary value).
 336       return CVal->getOperand(0);
 337     }
 338   }
 339   return 0;
 340 }
 341
 342 Constant *llvm::ConstantFoldInsertElementInstruction(const Constant *Val,
 343                                                      const Constant *Elt,
 344                                                      const Constant *Idx) {
 345   const ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Idx);
 346   if (!CIdx) return 0;
 347   APInt idxVal = CIdx->getValue();
 348   if (isa<UndefValue>(Val)) {
 349     // Insertion of scalar constant into vector undef
 350     // Optimize away insertion of undef
 351     if (isa<UndefValue>(Elt))
 352       return const_cast<Constant*>(Val);
 353     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
 354     // the insertion
 355     unsigned numOps =
 356       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
 357     std::vector<Constant*> Ops;
 358     Ops.reserve(numOps);
 359     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
 360       const Constant *Op =
 361         (idxVal == i) ? Elt : UndefValue::get(Elt->getType());
 362       Ops.push_back(const_cast<Constant*>(Op));
 363     }
 364     return ConstantVector::get(Ops);
 365   }
 366   if (isa<ConstantAggregateZero>(Val)) {
 367     // Insertion of scalar constant into vector aggregate zero
 368     // Optimize away insertion of zero
 369     if (Elt->isNullValue())
 370       return const_cast<Constant*>(Val);
 371     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
 372     // the insertion
 373     unsigned numOps =
 374       cast<VectorType>(Val->getType())->getNumElements();
 375     std::vector<Constant*> Ops;
 376     Ops.reserve(numOps);
 377     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
 378       const Constant *Op =
 379         (idxVal == i) ? Elt : Constant::getNullValue(Elt->getType());
 380       Ops.push_back(const_cast<Constant*>(Op));
 381     }
 382     return ConstantVector::get(Ops);
 383   }
 384   if (const ConstantVector *CVal = dyn_cast<ConstantVector>(Val)) {
 385     // Insertion of scalar constant into vector constant
 386     std::vector<Constant*> Ops;
 387     Ops.reserve(CVal->getNumOperands());
 388     for (unsigned i = 0; i < CVal->getNumOperands(); ++i) {
 389       const Constant *Op =
 390         (idxVal == i) ? Elt : cast<Constant>(CVal->getOperand(i));
 391       Ops.push_back(const_cast<Constant*>(Op));
 392     }
 393     return ConstantVector::get(Ops);
 394   }
 395
 396   return 0;
 397 }
 398
 399 /// GetVectorElement - If C is a ConstantVector, ConstantAggregateZero or Undef
 400 /// return the specified element value.  Otherwise return null.
 401 static Constant *GetVectorElement(const Constant *C, unsigned EltNo) {
 402   if (const ConstantVector *CV = dyn_cast<ConstantVector>(C))
 403     return CV->getOperand(EltNo);
 404
 405   const Type *EltTy = cast<VectorType>(C->getType())->getElementType();
 406   if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
 407     return Constant::getNullValue(EltTy);
 408   if (isa<UndefValue>(C))
 409     return UndefValue::get(EltTy);
 410   return 0;
 411 }
 412
 413 Constant *llvm::ConstantFoldShuffleVectorInstruction(const Constant *V1,
 414                                                      const Constant *V2,
 415                                                      const Constant *Mask) {
 416   // Undefined shuffle mask -> undefined value.
 417   if (isa<UndefValue>(Mask)) return UndefValue::get(V1->getType());
 418
 419   unsigned NumElts = cast<VectorType>(V1->getType())->getNumElements();
 420   const Type *EltTy = cast<VectorType>(V1->getType())->getElementType();
 421
 422   // Loop over the shuffle mask, evaluating each element.
 423   SmallVector<Constant*, 32> Result;
 424   for (unsigned i = 0; i != NumElts; ++i) {
 425     Constant *InElt = GetVectorElement(Mask, i);
 426     if (InElt == 0) return 0;
 427
 428     if (isa<UndefValue>(InElt))
 429       InElt = UndefValue::get(EltTy);
 430     else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(InElt)) {
 431       unsigned Elt = CI->getZExtValue();
 432       if (Elt >= NumElts*2)
 433         InElt = UndefValue::get(EltTy);
 434       else if (Elt >= NumElts)
 435         InElt = GetVectorElement(V2, Elt-NumElts);
 436       else
 437         InElt = GetVectorElement(V1, Elt);
 438       if (InElt == 0) return 0;
 439     } else {
 440       // Unknown value.
 441       return 0;
 442     }
 443     Result.push_back(InElt);
 444   }
 445
 446   return ConstantVector::get(&Result[0], Result.size());
 447 }
 448
 449 Constant *llvm::ConstantFoldExtractValueInstruction(const Constant *Agg,
 450                                                     const unsigned *Idxs,
 451                                                     unsigned NumIdx) {
 452   // Base case: no indices, so return the entire value.
 453   if (NumIdx == 0)
 454     return const_cast<Constant *>(Agg);
 455
 456   if (isa<UndefValue>(Agg))  // ev(undef, x) -> undef
 457     return UndefValue::get(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
 458                                                             Idxs,
 459                                                             Idxs + NumIdx));
 460
 461   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg))  // ev(0, x) -> 0
 462     return
 463       Constant::getNullValue(ExtractValueInst::getIndexedType(Agg->getType(),
 464                                                               Idxs,
 465                                                               Idxs + NumIdx));
 466
 467   // Otherwise recurse.
 468   return ConstantFoldExtractValueInstruction(Agg->getOperand(*Idxs),
 469                                              Idxs+1, NumIdx-1);
 470 }
 471
 472 Constant *llvm::ConstantFoldInsertValueInstruction(const Constant *Agg,
 473                                                    const Constant *Val,
 474                                                    const unsigned *Idxs,
 475                                                    unsigned NumIdx) {
 476   // Base case: no indices, so replace the entire value.
 477   if (NumIdx == 0)
 478     return const_cast<Constant *>(Val);
 479
 480   if (isa<UndefValue>(Agg)) {
 481     // Insertion of constant into aggregate undef
 482     // Optimize away insertion of undef
 483     if (isa<UndefValue>(Val))
 484       return const_cast<Constant*>(Agg);
 485     // Otherwise break the aggregate undef into multiple undefs and do
 486     // the insertion
 487     const CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
 488     unsigned numOps;
 489     if (const ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
 490       numOps = AR->getNumElements();
 491     else
 492       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
 493     std::vector<Constant*> Ops(numOps);
 494     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
 495       const Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
 496       const Constant *Op =
 497         (*Idxs == i) ?
 498         ConstantFoldInsertValueInstruction(UndefValue::get(MemberTy),
 499                                            Val, Idxs+1, NumIdx-1) :
 500         UndefValue::get(MemberTy);
 501       Ops[i] = const_cast<Constant*>(Op);
 502     }
 503     if (isa<StructType>(AggTy))
 504       return ConstantStruct::get(Ops);
 505     else
 506       return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
 507   }
 508   if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg)) {
 509     // Insertion of constant into aggregate zero
 510     // Optimize away insertion of zero
 511     if (Val->isNullValue())
 512       return const_cast<Constant*>(Agg);
 513     // Otherwise break the aggregate zero into multiple zeros and do
 514     // the insertion
 515     const CompositeType *AggTy = cast<CompositeType>(Agg->getType());
 516     unsigned numOps;
 517     if (const ArrayType *AR = dyn_cast<ArrayType>(AggTy))
 518       numOps = AR->getNumElements();
 519     else
 520       numOps = cast<StructType>(AggTy)->getNumElements();
 521     std::vector<Constant*> Ops(numOps);
 522     for (unsigned i = 0; i < numOps; ++i) {
 523       const Type *MemberTy = AggTy->getTypeAtIndex(i);
 524       const Constant *Op =
 525         (*Idxs == i) ?
 526         ConstantFoldInsertValueInstruction(Constant::getNullValue(MemberTy),
 527                                            Val, Idxs+1, NumIdx-1) :
 528         Constant::getNullValue(MemberTy);
 529       Ops[i] = const_cast<Constant*>(Op);
 530     }
 531     if (isa<StructType>(AggTy))
 532       return ConstantStruct::get(Ops);
 533     else
 534       return ConstantArray::get(cast<ArrayType>(AggTy), Ops);
 535   }
 536   if (isa<ConstantStruct>(Agg) || isa<ConstantArray>(Agg)) {
 537     // Insertion of constant into aggregate constant
 538     std::vector<Constant*> Ops(Agg->getNumOperands());
 539     for (unsigned i = 0; i < Agg->getNumOperands(); ++i) {
 540       const Constant *Op =
 541         (*Idxs == i) ?
 542         ConstantFoldInsertValueInstruction(Agg->getOperand(i),
 543                                            Val, Idxs+1, NumIdx-1) :
 544         Agg->getOperand(i);
 545       Ops[i] = const_cast<Constant*>(Op);
 546     }
 547     Constant *C;
 548     if (isa<StructType>(Agg->getType()))
 549       C = ConstantStruct::get(Ops);
 550     else
 551       C = ConstantArray::get(cast<ArrayType>(Agg->getType()), Ops);
 552     return C;
 553   }
 554
 555   return 0;
 556 }
 557
 558 /// EvalVectorOp - Given two vector constants and a function pointer, apply the
 559 /// function pointer to each element pair, producing a new ConstantVector
 560 /// constant. Either or both of V1 and V2 may be NULL, meaning a
 561 /// ConstantAggregateZero operand.
 562 static Constant *EvalVectorOp(const ConstantVector *V1,
 563                               const ConstantVector *V2,
 564                               const VectorType *VTy,
 565                               Constant *(*FP)(Constant*, Constant*)) {
 566   std::vector<Constant*> Res;
 567   const Type *EltTy = VTy->getElementType();
 568   for (unsigned i = 0, e = VTy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 569     const Constant *C1 = V1 ? V1->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
 570     const Constant *C2 = V2 ? V2->getOperand(i) : Constant::getNullValue(EltTy);
 571     Res.push_back(FP(const_cast<Constant*>(C1),
 572                      const_cast<Constant*>(C2)));
 573   }
 574   return ConstantVector::get(Res);
 575 }
 576
 577 Constant *llvm::ConstantFoldBinaryInstruction(unsigned Opcode,
 578                                               const Constant *C1,
 579                                               const Constant *C2) {
 580   // No compile-time operations on this type yet.
 581   if (C1->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
 582     return 0;
 583
 584   // Handle UndefValue up front
 585   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2)) {
 586     switch (Opcode) {
 587     case Instruction::Xor:
 588       if (isa<UndefValue>(C1) && isa<UndefValue>(C2))
 589         // Handle undef ^ undef -> 0 special case. This is a common
 590         // idiom (misuse).
 591         return Constant::getNullValue(C1->getType());
 592       // Fallthrough
 593     case Instruction::Add:
 594     case Instruction::Sub:
 595       return UndefValue::get(C1->getType());
 596     case Instruction::Mul:
 597     case Instruction::And:
 598       return Constant::getNullValue(C1->getType());
 599     case Instruction::UDiv:
 600     case Instruction::SDiv:
 601     case Instruction::FDiv:
 602     case Instruction::URem:
 603     case Instruction::SRem:
 604     case Instruction::FRem:
 605       if (!isa<UndefValue>(C2))                    // undef / X -> 0
 606         return Constant::getNullValue(C1->getType());
 607       return const_cast<Constant*>(C2);            // X / undef -> undef
 608     case Instruction::Or:                          // X | undef -> -1
 609       if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
 610         return ConstantVector::getAllOnesValue(PTy);
 611       return ConstantInt::getAllOnesValue(C1->getType());
 612     case Instruction::LShr:
 613       if (isa<UndefValue>(C2) && isa<UndefValue>(C1))
 614         return const_cast<Constant*>(C1);           // undef lshr undef -> undef
 615       return Constant::getNullValue(C1->getType()); // X lshr undef -> 0
 616                                                     // undef lshr X -> 0
 617     case Instruction::AShr:
 618       if (!isa<UndefValue>(C2))
 619         return const_cast<Constant*>(C1);           // undef ashr X --> undef
 620       else if (isa<UndefValue>(C1))
 621         return const_cast<Constant*>(C1);           // undef ashr undef -> undef
 622       else
 623         return const_cast<Constant*>(C1);           // X ashr undef --> X
 624     case Instruction::Shl:
 625       // undef << X -> 0   or   X << undef -> 0
 626       return Constant::getNullValue(C1->getType());
 627     }
 628   }
 629
 630   // Handle simplifications of the RHS when a constant int.
 631   if (const ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
 632     switch (Opcode) {
 633     case Instruction::Add:
 634       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C1);  // X + 0 == X
 635       break;
 636     case Instruction::Sub:
 637       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C1);  // X - 0 == X
 638       break;
 639     case Instruction::Mul:
 640       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C2);  // X * 0 == 0
 641       if (CI2->equalsInt(1))
 642         return const_cast<Constant*>(C1);                       // X * 1 == X
 643       break;
 644     case Instruction::UDiv:
 645     case Instruction::SDiv:
 646       if (CI2->equalsInt(1))
 647         return const_cast<Constant*>(C1);                     // X / 1 == X
 648       break;
 649     case Instruction::URem:
 650     case Instruction::SRem:
 651       if (CI2->equalsInt(1))
 652         return Constant::getNullValue(CI2->getType());        // X % 1 == 0
 653       break;
 654     case Instruction::And:
 655       if (CI2->isZero()) return const_cast<Constant*>(C2);    // X & 0 == 0
 656       if (CI2->isAllOnesValue())
 657         return const_cast<Constant*>(C1);                     // X & -1 == X
 658
 659       if (const ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1)) {
 660         // (zext i32 to i64) & 4294967295 -> (zext i32 to i64)
 661         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) {
 662           unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
 663           unsigned SrcWidth =
 664             CE1->getOperand(0)->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 665           APInt PossiblySetBits(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
 666           if ((PossiblySetBits & CI2->getValue()) == PossiblySetBits)
 667             return const_cast<Constant*>(C1);
 668         }
 669
 670         // If and'ing the address of a global with a constant, fold it.
 671         if (CE1->getOpcode() == Instruction::PtrToInt &&
 672             isa<GlobalValue>(CE1->getOperand(0))) {
 673           GlobalValue *GV = cast<GlobalValue>(CE1->getOperand(0));
 674
 675           // Functions are at least 4-byte aligned.
 676           unsigned GVAlign = GV->getAlignment();
 677           if (isa<Function>(GV))
 678             GVAlign = std::max(GVAlign, 4U);
 679
 680           if (GVAlign > 1) {
 681             unsigned DstWidth = CI2->getType()->getBitWidth();
 682             unsigned SrcWidth = std::min(DstWidth, Log2_32(GVAlign));
 683             APInt BitsNotSet(APInt::getLowBitsSet(DstWidth, SrcWidth));
 684
 685             // If checking bits we know are clear, return zero.
 686             if ((CI2->getValue() & BitsNotSet) == CI2->getValue())
 687               return Constant::getNullValue(CI2->getType());
 688           }
 689         }
 690       }
 691       break;
 692     case Instruction::Or:
 693       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C1);  // X | 0 == X
 694       if (CI2->isAllOnesValue())
 695         return const_cast<Constant*>(C2);  // X | -1 == -1
 696       break;
 697     case Instruction::Xor:
 698       if (CI2->equalsInt(0)) return const_cast<Constant*>(C1);  // X ^ 0 == X
 699       break;
 700     case Instruction::AShr:
 701       // ashr (zext C to Ty), C2 -> lshr (zext C, CSA), C2
 702       if (const ConstantExpr *CE1 = dyn_cast<ConstantExpr>(C1))
 703         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt)  // Top bits known zero.
 704           return ConstantExpr::getLShr(const_cast<Constant*>(C1),
 705                                        const_cast<Constant*>(C2));
 706       break;
 707     }
 708   }
 709
 710   // At this point we know neither constant is an UndefValue.
 711   if (const ConstantInt *CI1 = dyn_cast<ConstantInt>(C1)) {
 712     if (const ConstantInt *CI2 = dyn_cast<ConstantInt>(C2)) {
 713       using namespace APIntOps;
 714       const APInt &C1V = CI1->getValue();
 715       const APInt &C2V = CI2->getValue();
 716       switch (Opcode) {
 717       default:
 718         break;
 719       case Instruction::Add:
 720         return ConstantInt::get(C1V + C2V);
 721       case Instruction::Sub:
 722         return ConstantInt::get(C1V - C2V);
 723       case Instruction::Mul:
 724         return ConstantInt::get(C1V * C2V);
 725       case Instruction::UDiv:
 726         if (CI2->isNullValue())
 727           return 0;        // X / 0 -> can't fold
 728         return ConstantInt::get(C1V.udiv(C2V));
 729       case Instruction::SDiv:
 730         if (CI2->isNullValue())
 731           return 0;        // X / 0 -> can't fold
 732         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
 733           return 0;        // MIN_INT / -1 -> overflow
 734         return ConstantInt::get(C1V.sdiv(C2V));
 735       case Instruction::URem:
 736         if (C2->isNullValue())
 737           return 0;        // X / 0 -> can't fold
 738         return ConstantInt::get(C1V.urem(C2V));
 739       case Instruction::SRem:
 740         if (CI2->isNullValue())
 741           return 0;        // X % 0 -> can't fold
 742         if (C2V.isAllOnesValue() && C1V.isMinSignedValue())
 743           return 0;        // MIN_INT % -1 -> overflow
 744         return ConstantInt::get(C1V.srem(C2V));
 745       case Instruction::And:
 746         return ConstantInt::get(C1V & C2V);
 747       case Instruction::Or:
 748         return ConstantInt::get(C1V | C2V);
 749       case Instruction::Xor:
 750         return ConstantInt::get(C1V ^ C2V);
 751       case Instruction::Shl: {
 752         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
 753         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
 754           return ConstantInt::get(C1V.shl(shiftAmt));
 755         else
 756           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
 757       }
 758       case Instruction::LShr: {
 759         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
 760         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
 761           return ConstantInt::get(C1V.lshr(shiftAmt));
 762         else
 763           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
 764       }
 765       case Instruction::AShr: {
 766         uint32_t shiftAmt = C2V.getZExtValue();
 767         if (shiftAmt < C1V.getBitWidth())
 768           return ConstantInt::get(C1V.ashr(shiftAmt));
 769         else
 770           return UndefValue::get(C1->getType()); // too big shift is undef
 771       }
 772       }
 773     }
 774   } else if (const ConstantFP *CFP1 = dyn_cast<ConstantFP>(C1)) {
 775     if (const ConstantFP *CFP2 = dyn_cast<ConstantFP>(C2)) {
 776       APFloat C1V = CFP1->getValueAPF();
 777       APFloat C2V = CFP2->getValueAPF();
 778       APFloat C3V = C1V;  // copy for modification
 779       switch (Opcode) {
 780       default:
 781         break;
 782       case Instruction::Add:
 783         (void)C3V.add(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 784         return ConstantFP::get(C3V);
 785       case Instruction::Sub:
 786         (void)C3V.subtract(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 787         return ConstantFP::get(C3V);
 788       case Instruction::Mul:
 789         (void)C3V.multiply(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 790         return ConstantFP::get(C3V);
 791       case Instruction::FDiv:
 792         (void)C3V.divide(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 793         return ConstantFP::get(C3V);
 794       case Instruction::FRem:
 795         if (C2V.isZero()) {
 796           // IEEE 754, Section 7.1, #5
 797           if (CFP1->getType() == Type::DoubleTy)
 798             return ConstantFP::get(APFloat(std::numeric_limits<double>::
 799                                            quiet_NaN()));
 800           if (CFP1->getType() == Type::FloatTy)
 801             return ConstantFP::get(APFloat(std::numeric_limits<float>::
 802                                            quiet_NaN()));
 803           break;
 804         }
 805         (void)C3V.mod(C2V, APFloat::rmNearestTiesToEven);
 806         return ConstantFP::get(C3V);
 807       }
 808     }
 809   } else if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType())) {
 810     const ConstantVector *CP1 = dyn_cast<ConstantVector>(C1);
 811     const ConstantVector *CP2 = dyn_cast<ConstantVector>(C2);
 812     if ((CP1 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C1)) &&
 813         (CP2 != NULL || isa<ConstantAggregateZero>(C2))) {
 814       switch (Opcode) {
 815       default:
 816         break;
 817       case Instruction::Add:
 818         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getAdd);
 819       case Instruction::Sub:
 820         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getSub);
 821       case Instruction::Mul:
 822         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getMul);
 823       case Instruction::UDiv:
 824         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getUDiv);
 825       case Instruction::SDiv:
 826         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getSDiv);
 827       case Instruction::FDiv:
 828         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getFDiv);
 829       case Instruction::URem:
 830         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getURem);
 831       case Instruction::SRem:
 832         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getSRem);
 833       case Instruction::FRem:
 834         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getFRem);
 835       case Instruction::And:
 836         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getAnd);
 837       case Instruction::Or:
 838         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getOr);
 839       case Instruction::Xor:
 840         return EvalVectorOp(CP1, CP2, VTy, ConstantExpr::getXor);
 841       }
 842     }
 843   }
 844
 845   if (isa<ConstantExpr>(C1)) {
 846     // There are many possible foldings we could do here.  We should probably
 847     // at least fold add of a pointer with an integer into the appropriate
 848     // getelementptr.  This will improve alias analysis a bit.
 849   } else if (isa<ConstantExpr>(C2)) {
 850     // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flop them around and fold the
 851     // other way if possible.
 852     switch (Opcode) {
 853     case Instruction::Add:
 854     case Instruction::Mul:
 855     case Instruction::And:
 856     case Instruction::Or:
 857     case Instruction::Xor:
 858       // No change of opcode required.
 859       return ConstantFoldBinaryInstruction(Opcode, C2, C1);
 860
 861     case Instruction::Shl:
 862     case Instruction::LShr:
 863     case Instruction::AShr:
 864     case Instruction::Sub:
 865     case Instruction::SDiv:
 866     case Instruction::UDiv:
 867     case Instruction::FDiv:
 868     case Instruction::URem:
 869     case Instruction::SRem:
 870     case Instruction::FRem:
 871     default:  // These instructions cannot be flopped around.
 872       break;
 873     }
 874   }
 875
 876   // We don't know how to fold this.
 877   return 0;
 878 }
 879
 880 /// isZeroSizedType - This type is zero sized if its an array or structure of
 881 /// zero sized types.  The only leaf zero sized type is an empty structure.
 882 static bool isMaybeZeroSizedType(const Type *Ty) {
 883   if (isa<OpaqueType>(Ty)) return true;  // Can't say.
 884   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 885
 886     // If all of elements have zero size, this does too.
 887     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
 888       if (!isMaybeZeroSizedType(STy->getElementType(i))) return false;
 889     return true;
 890
 891   } else if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty)) {
 892     return isMaybeZeroSizedType(ATy->getElementType());
 893   }
 894   return false;
 895 }
 896
 897 /// IdxCompare - Compare the two constants as though they were getelementptr
 898 /// indices.  This allows coersion of the types to be the same thing.
 899 ///
 900 /// If the two constants are the "same" (after coersion), return 0.  If the
 901 /// first is less than the second, return -1, if the second is less than the
 902 /// first, return 1.  If the constants are not integral, return -2.
 903 ///
 904 static int IdxCompare(Constant *C1, Constant *C2, const Type *ElTy) {
 905   if (C1 == C2) return 0;
 906
 907   // Ok, we found a different index.  If they are not ConstantInt, we can't do
 908   // anything with them.
 909   if (!isa<ConstantInt>(C1) || !isa<ConstantInt>(C2))
 910     return -2; // don't know!
 911
 912   // Ok, we have two differing integer indices.  Sign extend them to be the same
 913   // type.  Long is always big enough, so we use it.
 914   if (C1->getType() != Type::Int64Ty)
 915     C1 = ConstantExpr::getSExt(C1, Type::Int64Ty);
 916
 917   if (C2->getType() != Type::Int64Ty)
 918     C2 = ConstantExpr::getSExt(C2, Type::Int64Ty);
 919
 920   if (C1 == C2) return 0;  // They are equal
 921
 922   // If the type being indexed over is really just a zero sized type, there is
 923   // no pointer difference being made here.
 924   if (isMaybeZeroSizedType(ElTy))
 925     return -2; // dunno.
 926
 927   // If they are really different, now that they are the same type, then we
 928   // found a difference!
 929   if (cast<ConstantInt>(C1)->getSExtValue() <
 930       cast<ConstantInt>(C2)->getSExtValue())
 931     return -1;
 932   else
 933     return 1;
 934 }
 935
 936 /// evaluateFCmpRelation - This function determines if there is anything we can
 937 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
 938 /// things like ConstantFP comparisons, but should instead handle ConstantExprs.
 939 /// If we can determine that the two constants have a particular relation to
 940 /// each other, we should return the corresponding FCmpInst predicate,
 941 /// otherwise return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE. This is used below in
 942 /// ConstantFoldCompareInstruction.
 943 ///
 944 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
 945 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider ConstantFP
 946 /// to be the simplest, and ConstantExprs to be the most complex.
 947 static FCmpInst::Predicate evaluateFCmpRelation(const Constant *V1,
 948                                                 const Constant *V2) {
 949   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
 950          "Cannot compare values of different types!");
 951
 952   // No compile-time operations on this type yet.
 953   if (V1->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
 954     return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
 955
 956   // Handle degenerate case quickly
 957   if (V1 == V2) return FCmpInst::FCMP_OEQ;
 958
 959   if (!isa<ConstantExpr>(V1)) {
 960     if (!isa<ConstantExpr>(V2)) {
 961       // We distilled thisUse the standard constant folder for a few cases
 962       ConstantInt *R = 0;
 963       Constant *C1 = const_cast<Constant*>(V1);
 964       Constant *C2 = const_cast<Constant*>(V2);
 965       R = dyn_cast<ConstantInt>(
 966                              ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OEQ, C1, C2));
 967       if (R && !R->isZero())
 968         return FCmpInst::FCMP_OEQ;
 969       R = dyn_cast<ConstantInt>(
 970                              ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OLT, C1, C2));
 971       if (R && !R->isZero())
 972         return FCmpInst::FCMP_OLT;
 973       R = dyn_cast<ConstantInt>(
 974                              ConstantExpr::getFCmp(FCmpInst::FCMP_OGT, C1, C2));
 975       if (R && !R->isZero())
 976         return FCmpInst::FCMP_OGT;
 977
 978       // Nothing more we can do
 979       return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
 980     }
 981
 982     // If the first operand is simple and second is ConstantExpr, swap operands.
 983     FCmpInst::Predicate SwappedRelation = evaluateFCmpRelation(V2, V1);
 984     if (SwappedRelation != FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE)
 985       return FCmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
 986   } else {
 987     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
 988     // constantexpr or a simple constant.
 989     const ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
 990     switch (CE1->getOpcode()) {
 991     case Instruction::FPTrunc:
 992     case Instruction::FPExt:
 993     case Instruction::UIToFP:
 994     case Instruction::SIToFP:
 995       // We might be able to do something with these but we don't right now.
 996       break;
 997     default:
 998       break;
 999     }
1000   }
1001   // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1002   // probably be added on demand, as they seem needed.
1003   return FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE;
1004 }
1005
1006 /// evaluateICmpRelation - This function determines if there is anything we can
1007 /// decide about the two constants provided.  This doesn't need to handle simple
1008 /// things like integer comparisons, but should instead handle ConstantExprs
1009 /// and GlobalValues.  If we can determine that the two constants have a
1010 /// particular relation to each other, we should return the corresponding ICmp
1011 /// predicate, otherwise return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE.
1012 ///
1013 /// To simplify this code we canonicalize the relation so that the first
1014 /// operand is always the most "complex" of the two.  We consider simple
1015 /// constants (like ConstantInt) to be the simplest, followed by
1016 /// GlobalValues, followed by ConstantExpr's (the most complex).
1017 ///
1018 static ICmpInst::Predicate evaluateICmpRelation(const Constant *V1,
1019                                                 const Constant *V2,
1020                                                 bool isSigned) {
1021   assert(V1->getType() == V2->getType() &&
1022          "Cannot compare different types of values!");
1023   if (V1 == V2) return ICmpInst::ICMP_EQ;
1024
1025   if (!isa<ConstantExpr>(V1) && !isa<GlobalValue>(V1)) {
1026     if (!isa<GlobalValue>(V2) && !isa<ConstantExpr>(V2)) {
1027       // We distilled this down to a simple case, use the standard constant
1028       // folder.
1029       ConstantInt *R = 0;
1030       Constant *C1 = const_cast<Constant*>(V1);
1031       Constant *C2 = const_cast<Constant*>(V2);
1032       ICmpInst::Predicate pred = ICmpInst::ICMP_EQ;
1033       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, C1, C2));
1034       if (R && !R->isZero())
1035         return pred;
1036       pred = isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1037       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, C1, C2));
1038       if (R && !R->isZero())
1039         return pred;
1040       pred = isSigned ?  ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1041       R = dyn_cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getICmp(pred, C1, C2));
1042       if (R && !R->isZero())
1043         return pred;
1044
1045       // If we couldn't figure it out, bail.
1046       return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1047     }
1048
1049     // If the first operand is simple, swap operands.
1050     ICmpInst::Predicate SwappedRelation =
1051       evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1052     if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1053       return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1054
1055   } else if (const GlobalValue *CPR1 = dyn_cast<GlobalValue>(V1)) {
1056     if (isa<ConstantExpr>(V2)) {  // Swap as necessary.
1057       ICmpInst::Predicate SwappedRelation =
1058         evaluateICmpRelation(V2, V1, isSigned);
1059       if (SwappedRelation != ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE)
1060         return ICmpInst::getSwappedPredicate(SwappedRelation);
1061       else
1062         return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1063     }
1064
1065     // Now we know that the RHS is a GlobalValue or simple constant,
1066     // which (since the types must match) means that it's a ConstantPointerNull.
1067     if (const GlobalValue *CPR2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1068       // Don't try to decide equality of aliases.
1069       if (!isa<GlobalAlias>(CPR1) && !isa<GlobalAlias>(CPR2))
1070         if (!CPR1->hasExternalWeakLinkage() || !CPR2->hasExternalWeakLinkage())
1071           return ICmpInst::ICMP_NE;
1072     } else {
1073       assert(isa<ConstantPointerNull>(V2) && "Canonicalization guarantee!");
1074       // GlobalVals can never be null.  Don't try to evaluate aliases.
1075       if (!CPR1->hasExternalWeakLinkage() && !isa<GlobalAlias>(CPR1))
1076         return ICmpInst::ICMP_NE;
1077     }
1078   } else {
1079     // Ok, the LHS is known to be a constantexpr.  The RHS can be any of a
1080     // constantexpr, a CPR, or a simple constant.
1081     const ConstantExpr *CE1 = cast<ConstantExpr>(V1);
1082     const Constant *CE1Op0 = CE1->getOperand(0);
1083
1084     switch (CE1->getOpcode()) {
1085     case Instruction::Trunc:
1086     case Instruction::FPTrunc:
1087     case Instruction::FPExt:
1088     case Instruction::FPToUI:
1089     case Instruction::FPToSI:
1090       break; // We can't evaluate floating point casts or truncations.
1091
1092     case Instruction::UIToFP:
1093     case Instruction::SIToFP:
1094     case Instruction::BitCast:
1095     case Instruction::ZExt:
1096     case Instruction::SExt:
1097       // If the cast is not actually changing bits, and the second operand is a
1098       // null pointer, do the comparison with the pre-casted value.
1099       if (V2->isNullValue() &&
1100           (isa<PointerType>(CE1->getType()) || CE1->getType()->isInteger())) {
1101         bool sgnd = isSigned;
1102         if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) isSigned = false;
1103         if (CE1->getOpcode() == Instruction::SExt) isSigned = true;
1104         return evaluateICmpRelation(CE1Op0,
1105                                     Constant::getNullValue(CE1Op0->getType()),
1106                                     sgnd);
1107       }
1108
1109       // If the dest type is a pointer type, and the RHS is a constantexpr cast
1110       // from the same type as the src of the LHS, evaluate the inputs.  This is
1111       // important for things like "icmp eq (cast 4 to int*), (cast 5 to int*)",
1112       // which happens a lot in compilers with tagged integers.
1113       if (const ConstantExpr *CE2 = dyn_cast<ConstantExpr>(V2))
1114         if (CE2->isCast() && isa<PointerType>(CE1->getType()) &&
1115             CE1->getOperand(0)->getType() == CE2->getOperand(0)->getType() &&
1116             CE1->getOperand(0)->getType()->isInteger()) {
1117           bool sgnd = isSigned;
1118           if (CE1->getOpcode() == Instruction::ZExt) isSigned = false;
1119           if (CE1->getOpcode() == Instruction::SExt) isSigned = true;
1120           return evaluateICmpRelation(CE1->getOperand(0), CE2->getOperand(0),
1121                                       sgnd);
1122         }
1123       break;
1124
1125     case Instruction::GetElementPtr:
1126       // Ok, since this is a getelementptr, we know that the constant has a
1127       // pointer type.  Check the various cases.
1128       if (isa<ConstantPointerNull>(V2)) {
1129         // If we are comparing a GEP to a null pointer, check to see if the base
1130         // of the GEP equals the null pointer.
1131         if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1132           if (GV->hasExternalWeakLinkage())
1133             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing that
1134             // to null pointer so its greater-or-equal
1135             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGE : ICmpInst::ICMP_UGE;
1136           else
1137             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1138             // so the result is greater-than
1139             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT :  ICmpInst::ICMP_UGT;
1140         } else if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1141           // If we are indexing from a null pointer, check to see if we have any
1142           // non-zero indices.
1143           for (unsigned i = 1, e = CE1->getNumOperands(); i != e; ++i)
1144             if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue())
1145               // Offsetting from null, must not be equal.
1146               return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1147           // Only zero indexes from null, must still be zero.
1148           return ICmpInst::ICMP_EQ;
1149         }
1150         // Otherwise, we can't really say if the first operand is null or not.
1151       } else if (const GlobalValue *CPR2 = dyn_cast<GlobalValue>(V2)) {
1152         if (isa<ConstantPointerNull>(CE1Op0)) {
1153           if (CPR2->hasExternalWeakLinkage())
1154             // Weak linkage GVals could be zero or not. We're comparing it to
1155             // a null pointer, so its less-or-equal
1156             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLE : ICmpInst::ICMP_ULE;
1157           else
1158             // If its not weak linkage, the GVal must have a non-zero address
1159             // so the result is less-than
1160             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1161         } else if (const GlobalValue *CPR1 = dyn_cast<GlobalValue>(CE1Op0)) {
1162           if (CPR1 == CPR2) {
1163             // If this is a getelementptr of the same global, then it must be
1164             // different.  Because the types must match, the getelementptr could
1165             // only have at most one index, and because we fold getelementptr's
1166             // with a single zero index, it must be nonzero.
1167             assert(CE1->getNumOperands() == 2 &&
1168                    !CE1->getOperand(1)->isNullValue() &&
1169                    "Suprising getelementptr!");
1170             return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1171           } else {
1172             // If they are different globals, we don't know what the value is,
1173             // but they can't be equal.
1174             return ICmpInst::ICMP_NE;
1175           }
1176         }
1177       } else {
1178         const ConstantExpr *CE2 = cast<ConstantExpr>(V2);
1179         const Constant *CE2Op0 = CE2->getOperand(0);
1180
1181         // There are MANY other foldings that we could perform here.  They will
1182         // probably be added on demand, as they seem needed.
1183         switch (CE2->getOpcode()) {
1184         default: break;
1185         case Instruction::GetElementPtr:
1186           // By far the most common case to handle is when the base pointers are
1187           // obviously to the same or different globals.
1188           if (isa<GlobalValue>(CE1Op0) && isa<GlobalValue>(CE2Op0)) {
1189             if (CE1Op0 != CE2Op0) // Don't know relative ordering, but not equal
1190               return ICmpInst::ICMP_NE;
1191             // Ok, we know that both getelementptr instructions are based on the
1192             // same global.  From this, we can precisely determine the relative
1193             // ordering of the resultant pointers.
1194             unsigned i = 1;
1195
1196             // Compare all of the operands the GEP's have in common.
1197             gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(CE1);
1198             for (;i != CE1->getNumOperands() && i != CE2->getNumOperands();
1199                  ++i, ++GTI)
1200               switch (IdxCompare(CE1->getOperand(i), CE2->getOperand(i),
1201                                  GTI.getIndexedType())) {
1202               case -1: return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT:ICmpInst::ICMP_ULT;
1203               case 1:  return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT:ICmpInst::ICMP_UGT;
1204               case -2: return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1205               }
1206
1207             // Ok, we ran out of things they have in common.  If any leftovers
1208             // are non-zero then we have a difference, otherwise we are equal.
1209             for (; i < CE1->getNumOperands(); ++i)
1210               if (!CE1->getOperand(i)->isNullValue()) {
1211                 if (isa<ConstantInt>(CE1->getOperand(i)))
1212                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SGT : ICmpInst::ICMP_UGT;
1213                 else
1214                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1215               }
1216
1217             for (; i < CE2->getNumOperands(); ++i)
1218               if (!CE2->getOperand(i)->isNullValue()) {
1219                 if (isa<ConstantInt>(CE2->getOperand(i)))
1220                   return isSigned ? ICmpInst::ICMP_SLT : ICmpInst::ICMP_ULT;
1221                 else
1222                   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE; // Might be equal.
1223               }
1224             return ICmpInst::ICMP_EQ;
1225           }
1226         }
1227       }
1228     default:
1229       break;
1230     }
1231   }
1232
1233   return ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE;
1234 }
1235
1236 Constant *llvm::ConstantFoldCompareInstruction(unsigned short pred,
1237                                                const Constant *C1,
1238                                                const Constant *C2) {
1239   // Fold FCMP_FALSE/FCMP_TRUE unconditionally.
1240   if (pred == FCmpInst::FCMP_FALSE) {
1241     if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
1242       return Constant::getNullValue(VectorType::getInteger(VT));
1243     else
1244       return ConstantInt::getFalse();
1245   }
1246
1247   if (pred == FCmpInst::FCMP_TRUE) {
1248     if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
1249       return Constant::getAllOnesValue(VectorType::getInteger(VT));
1250     else
1251       return ConstantInt::getTrue();
1252   }
1253
1254   // Handle some degenerate cases first
1255   if (isa<UndefValue>(C1) || isa<UndefValue>(C2)) {
1256     // vicmp/vfcmp -> [vector] undef
1257     if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(C1->getType()))
1258       return UndefValue::get(VectorType::getInteger(VTy));
1259
1260     // icmp/fcmp -> i1 undef
1261     return UndefValue::get(Type::Int1Ty);
1262   }
1263
1264   // No compile-time operations on this type yet.
1265   if (C1->getType() == Type::PPC_FP128Ty)
1266     return 0;
1267
1268   // icmp eq/ne(null,GV) -> false/true
1269   if (C1->isNullValue()) {
1270     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C2))
1271       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1272       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1273         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1274           return ConstantInt::getFalse();
1275         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1276           return ConstantInt::getTrue();
1277       }
1278   // icmp eq/ne(GV,null) -> false/true
1279   } else if (C2->isNullValue()) {
1280     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C1))
1281       // Don't try to evaluate aliases.  External weak GV can be null.
1282       if (!isa<GlobalAlias>(GV) && !GV->hasExternalWeakLinkage()) {
1283         if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ)
1284           return ConstantInt::getFalse();
1285         else if (pred == ICmpInst::ICMP_NE)
1286           return ConstantInt::getTrue();
1287       }
1288   }
1289
1290   if (isa<ConstantInt>(C1) && isa<ConstantInt>(C2)) {
1291     APInt V1 = cast<ConstantInt>(C1)->getValue();
1292     APInt V2 = cast<ConstantInt>(C2)->getValue();
1293     switch (pred) {
1294     default: assert(0 && "Invalid ICmp Predicate"); return 0;
1295     case ICmpInst::ICMP_EQ: return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1 == V2);
1296     case ICmpInst::ICMP_NE: return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1 != V2);
1297     case ICmpInst::ICMP_SLT:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.slt(V2));
1298     case ICmpInst::ICMP_SGT:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.sgt(V2));
1299     case ICmpInst::ICMP_SLE:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.sle(V2));
1300     case ICmpInst::ICMP_SGE:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.sge(V2));
1301     case ICmpInst::ICMP_ULT:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.ult(V2));
1302     case ICmpInst::ICMP_UGT:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.ugt(V2));
1303     case ICmpInst::ICMP_ULE:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.ule(V2));
1304     case ICmpInst::ICMP_UGE:return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, V1.uge(V2));
1305     }
1306   } else if (isa<ConstantFP>(C1) && isa<ConstantFP>(C2)) {
1307     APFloat C1V = cast<ConstantFP>(C1)->getValueAPF();
1308     APFloat C2V = cast<ConstantFP>(C2)->getValueAPF();
1309     APFloat::cmpResult R = C1V.compare(C2V);
1310     switch (pred) {
1311     default: assert(0 && "Invalid FCmp Predicate"); return 0;
1312     case FCmpInst::FCMP_FALSE: return ConstantInt::getFalse();
1313     case FCmpInst::FCMP_TRUE:  return ConstantInt::getTrue();
1314     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1315       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpUnordered);
1316     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1317       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R!=APFloat::cmpUnordered);
1318     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1319       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpUnordered ||
1320                                             R==APFloat::cmpEqual);
1321     case FCmpInst::FCMP_OEQ:
1322       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpEqual);
1323     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1324       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R!=APFloat::cmpEqual);
1325     case FCmpInst::FCMP_ONE:
1326       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpLessThan ||
1327                                             R==APFloat::cmpGreaterThan);
1328     case FCmpInst::FCMP_ULT:
1329       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpUnordered ||
1330                                             R==APFloat::cmpLessThan);
1331     case FCmpInst::FCMP_OLT:
1332       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpLessThan);
1333     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1334       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpUnordered ||
1335                                             R==APFloat::cmpGreaterThan);
1336     case FCmpInst::FCMP_OGT:
1337       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpGreaterThan);
1338     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1339       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R!=APFloat::cmpGreaterThan);
1340     case FCmpInst::FCMP_OLE:
1341       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpLessThan ||
1342                                             R==APFloat::cmpEqual);
1343     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1344       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R!=APFloat::cmpLessThan);
1345     case FCmpInst::FCMP_OGE:
1346       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, R==APFloat::cmpGreaterThan ||
1347                                             R==APFloat::cmpEqual);
1348     }
1349   } else if (isa<VectorType>(C1->getType())) {
1350     SmallVector<Constant*, 16> C1Elts, C2Elts;
1351     C1->getVectorElements(C1Elts);
1352     C2->getVectorElements(C2Elts);
1353
1354     // If we can constant fold the comparison of each element, constant fold
1355     // the whole vector comparison.
1356     SmallVector<Constant*, 4> ResElts;
1357     const Type *InEltTy = C1Elts[0]->getType();
1358     bool isFP = InEltTy->isFloatingPoint();
1359     const Type *ResEltTy = InEltTy;
1360     if (isFP)
1361       ResEltTy = IntegerType::get(InEltTy->getPrimitiveSizeInBits());
1362
1363     for (unsigned i = 0, e = C1Elts.size(); i != e; ++i) {
1364       // Compare the elements, producing an i1 result or constant expr.
1365       Constant *C;
1366       if (isFP)
1367         C = ConstantExpr::getFCmp(pred, C1Elts[i], C2Elts[i]);
1368       else
1369         C = ConstantExpr::getICmp(pred, C1Elts[i], C2Elts[i]);
1370
1371       // If it is a bool or undef result, convert to the dest type.
1372       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C)) {
1373         if (CI->isZero())
1374           ResElts.push_back(Constant::getNullValue(ResEltTy));
1375         else
1376           ResElts.push_back(Constant::getAllOnesValue(ResEltTy));
1377       } else if (isa<UndefValue>(C)) {
1378         ResElts.push_back(UndefValue::get(ResEltTy));
1379       } else {
1380         break;
1381       }
1382     }
1383
1384     if (ResElts.size() == C1Elts.size())
1385       return ConstantVector::get(&ResElts[0], ResElts.size());
1386   }
1387
1388   if (C1->getType()->isFloatingPoint()) {
1389     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
1390     switch (evaluateFCmpRelation(C1, C2)) {
1391     default: assert(0 && "Unknown relation!");
1392     case FCmpInst::FCMP_UNO:
1393     case FCmpInst::FCMP_ORD:
1394     case FCmpInst::FCMP_UEQ:
1395     case FCmpInst::FCMP_UNE:
1396     case FCmpInst::FCMP_ULT:
1397     case FCmpInst::FCMP_UGT:
1398     case FCmpInst::FCMP_ULE:
1399     case FCmpInst::FCMP_UGE:
1400     case FCmpInst::FCMP_TRUE:
1401     case FCmpInst::FCMP_FALSE:
1402     case FCmpInst::BAD_FCMP_PREDICATE:
1403       break; // Couldn't determine anything about these constants.
1404     case FCmpInst::FCMP_OEQ: // We know that C1 == C2
1405       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UEQ || pred == FCmpInst::FCMP_OEQ ||
1406                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE ||
1407                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
1408       break;
1409     case FCmpInst::FCMP_OLT: // We know that C1 < C2
1410       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
1411                 pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT ||
1412                 pred == FCmpInst::FCMP_ULE || pred == FCmpInst::FCMP_OLE);
1413       break;
1414     case FCmpInst::FCMP_OGT: // We know that C1 > C2
1415       Result = (pred == FCmpInst::FCMP_UNE || pred == FCmpInst::FCMP_ONE ||
1416                 pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT ||
1417                 pred == FCmpInst::FCMP_UGE || pred == FCmpInst::FCMP_OGE);
1418       break;
1419     case FCmpInst::FCMP_OLE: // We know that C1 <= C2
1420       // We can only partially decide this relation.
1421       if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT)
1422         Result = 0;
1423       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT)
1424         Result = 1;
1425       break;
1426     case FCmpInst::FCMP_OGE: // We known that C1 >= C2
1427       // We can only partially decide this relation.
1428       if (pred == FCmpInst::FCMP_ULT || pred == FCmpInst::FCMP_OLT)
1429         Result = 0;
1430       else if (pred == FCmpInst::FCMP_UGT || pred == FCmpInst::FCMP_OGT)
1431         Result = 1;
1432       break;
1433     case ICmpInst::ICMP_NE: // We know that C1 != C2
1434       // We can only partially decide this relation.
1435       if (pred == FCmpInst::FCMP_OEQ || pred == FCmpInst::FCMP_UEQ)
1436         Result = 0;
1437       else if (pred == FCmpInst::FCMP_ONE || pred == FCmpInst::FCMP_UNE)
1438         Result = 1;
1439       break;
1440     }
1441
1442     // If we evaluated the result, return it now.
1443     if (Result != -1) {
1444       if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(C1->getType())) {
1445         if (Result == 0)
1446           return Constant::getNullValue(VectorType::getInteger(VT));
1447         else
1448           return Constant::getAllOnesValue(VectorType::getInteger(VT));
1449       }
1450       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, Result);
1451     }
1452
1453   } else {
1454     // Evaluate the relation between the two constants, per the predicate.
1455     int Result = -1;  // -1 = unknown, 0 = known false, 1 = known true.
1456     switch (evaluateICmpRelation(C1, C2, CmpInst::isSigned(pred))) {
1457     default: assert(0 && "Unknown relational!");
1458     case ICmpInst::BAD_ICMP_PREDICATE:
1459       break;  // Couldn't determine anything about these constants.
1460     case ICmpInst::ICMP_EQ:   // We know the constants are equal!
1461       // If we know the constants are equal, we can decide the result of this
1462       // computation precisely.
1463       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_EQ  ||
1464                 pred == ICmpInst::ICMP_ULE ||
1465                 pred == ICmpInst::ICMP_SLE ||
1466                 pred == ICmpInst::ICMP_UGE ||
1467                 pred == ICmpInst::ICMP_SGE);
1468       break;
1469     case ICmpInst::ICMP_ULT:
1470       // If we know that C1 < C2, we can decide the result of this computation
1471       // precisely.
1472       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_ULT ||
1473                 pred == ICmpInst::ICMP_NE  ||
1474                 pred == ICmpInst::ICMP_ULE);
1475       break;
1476     case ICmpInst::ICMP_SLT:
1477       // If we know that C1 < C2, we can decide the result of this computation
1478       // precisely.
1479       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_SLT ||
1480                 pred == ICmpInst::ICMP_NE  ||
1481                 pred == ICmpInst::ICMP_SLE);
1482       break;
1483     case ICmpInst::ICMP_UGT:
1484       // If we know that C1 > C2, we can decide the result of this computation
1485       // precisely.
1486       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_UGT ||
1487                 pred == ICmpInst::ICMP_NE  ||
1488                 pred == ICmpInst::ICMP_UGE);
1489       break;
1490     case ICmpInst::ICMP_SGT:
1491       // If we know that C1 > C2, we can decide the result of this computation
1492       // precisely.
1493       Result = (pred == ICmpInst::ICMP_SGT ||
1494                 pred == ICmpInst::ICMP_NE  ||
1495                 pred == ICmpInst::ICMP_SGE);
1496       break;
1497     case ICmpInst::ICMP_ULE:
1498       // If we know that C1 <= C2, we can only partially decide this relation.
1499       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT) Result = 0;
1500       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT) Result = 1;
1501       break;
1502     case ICmpInst::ICMP_SLE:
1503       // If we know that C1 <= C2, we can only partially decide this relation.
1504       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT) Result = 0;
1505       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT) Result = 1;
1506       break;
1507
1508     case ICmpInst::ICMP_UGE:
1509       // If we know that C1 >= C2, we can only partially decide this relation.
1510       if (pred == ICmpInst::ICMP_ULT) Result = 0;
1511       if (pred == ICmpInst::ICMP_UGT) Result = 1;
1512       break;
1513     case ICmpInst::ICMP_SGE:
1514       // If we know that C1 >= C2, we can only partially decide this relation.
1515       if (pred == ICmpInst::ICMP_SLT) Result = 0;
1516       if (pred == ICmpInst::ICMP_SGT) Result = 1;
1517       break;
1518
1519     case ICmpInst::ICMP_NE:
1520       // If we know that C1 != C2, we can only partially decide this relation.
1521       if (pred == ICmpInst::ICMP_EQ) Result = 0;
1522       if (pred == ICmpInst::ICMP_NE) Result = 1;
1523       break;
1524     }
1525
1526     // If we evaluated the result, return it now.
1527     if (Result != -1) {
1528       if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(C1->getType())) {
1529         if (Result == 0)
1530           return Constant::getNullValue(VT);
1531         else
1532           return Constant::getAllOnesValue(VT);
1533       }
1534       return ConstantInt::get(Type::Int1Ty, Result);
1535     }
1536
1537     if (!isa<ConstantExpr>(C1) && isa<ConstantExpr>(C2)) {
1538       // If C2 is a constant expr and C1 isn't, flop them around and fold the
1539       // other way if possible.
1540       switch (pred) {
1541       case ICmpInst::ICMP_EQ:
1542       case ICmpInst::ICMP_NE:
1543         // No change of predicate required.
1544         return ConstantFoldCompareInstruction(pred, C2, C1);
1545
1546       case ICmpInst::ICMP_ULT:
1547       case ICmpInst::ICMP_SLT:
1548       case ICmpInst::ICMP_UGT:
1549       case ICmpInst::ICMP_SGT:
1550       case ICmpInst::ICMP_ULE:
1551       case ICmpInst::ICMP_SLE:
1552       case ICmpInst::ICMP_UGE:
1553       case ICmpInst::ICMP_SGE:
1554         // Change the predicate as necessary to swap the operands.
1555         pred = ICmpInst::getSwappedPredicate((ICmpInst::Predicate)pred);
1556         return ConstantFoldCompareInstruction(pred, C2, C1);
1557
1558       default:  // These predicates cannot be flopped around.
1559         break;
1560       }
1561     }
1562   }
1563   return 0;
1564 }
1565
1566 Constant *llvm::ConstantFoldGetElementPtr(const Constant *C,
1567                                           Constant* const *Idxs,
1568                                           unsigned NumIdx) {
1569   if (NumIdx == 0 ||
1570       (NumIdx == 1 && Idxs[0]->isNullValue()))
1571     return const_cast<Constant*>(C);
1572
1573   if (isa<UndefValue>(C)) {
1574     const PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
1575     const Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr,
1576                                                        (Value **)Idxs,
1577                                                        (Value **)Idxs+NumIdx);
1578     assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
1579     return UndefValue::get(PointerType::get(Ty, Ptr->getAddressSpace()));
1580   }
1581
1582   Constant *Idx0 = Idxs[0];
1583   if (C->isNullValue()) {
1584     bool isNull = true;
1585     for (unsigned i = 0, e = NumIdx; i != e; ++i)
1586       if (!Idxs[i]->isNullValue()) {
1587         isNull = false;
1588         break;
1589       }
1590     if (isNull) {
1591       const PointerType *Ptr = cast<PointerType>(C->getType());
1592       const Type *Ty = GetElementPtrInst::getIndexedType(Ptr,
1593                                                          (Value**)Idxs,
1594                                                          (Value**)Idxs+NumIdx);
1595       assert(Ty != 0 && "Invalid indices for GEP!");
1596       return
1597         ConstantPointerNull::get(PointerType::get(Ty,Ptr->getAddressSpace()));
1598     }
1599   }
1600
1601   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(const_cast<Constant*>(C))) {
1602     // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
1603     // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
1604     // getelementptr instructions into a single instruction.
1605     //
1606     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
1607       const Type *LastTy = 0;
1608       for (gep_type_iterator I = gep_type_begin(CE), E = gep_type_end(CE);
1609            I != E; ++I)
1610         LastTy = *I;
1611
1612       if ((LastTy && isa<ArrayType>(LastTy)) || Idx0->isNullValue()) {
1613         SmallVector<Value*, 16> NewIndices;
1614         NewIndices.reserve(NumIdx + CE->getNumOperands());
1615         for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands()-1; i != e; ++i)
1616           NewIndices.push_back(CE->getOperand(i));
1617
1618         // Add the last index of the source with the first index of the new GEP.
1619         // Make sure to handle the case when they are actually different types.
1620         Constant *Combined = CE->getOperand(CE->getNumOperands()-1);
1621         // Otherwise it must be an array.
1622         if (!Idx0->isNullValue()) {
1623           const Type *IdxTy = Combined->getType();
1624           if (IdxTy != Idx0->getType()) {
1625             Constant *C1 = ConstantExpr::getSExtOrBitCast(Idx0, Type::Int64Ty);
1626             Constant *C2 = ConstantExpr::getSExtOrBitCast(Combined,
1627                                                           Type::Int64Ty);
1628             Combined = ConstantExpr::get(Instruction::Add, C1, C2);
1629           } else {
1630             Combined =
1631               ConstantExpr::get(Instruction::Add, Idx0, Combined);
1632           }
1633         }
1634
1635         NewIndices.push_back(Combined);
1636         NewIndices.insert(NewIndices.end(), Idxs+1, Idxs+NumIdx);
1637         return ConstantExpr::getGetElementPtr(CE->getOperand(0), &NewIndices[0],
1638                                               NewIndices.size());
1639       }
1640     }
1641
1642     // Implement folding of:
1643     //    int* getelementptr ([2 x int]* cast ([3 x int]* %X to [2 x int]*),
1644     //                        long 0, long 0)
1645     // To: int* getelementptr ([3 x int]* %X, long 0, long 0)
1646     //
1647     if (CE->isCast() && NumIdx > 1 && Idx0->isNullValue()) {
1648       if (const PointerType *SPT =
1649           dyn_cast<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType()))
1650         if (const ArrayType *SAT = dyn_cast<ArrayType>(SPT->getElementType()))
1651           if (const ArrayType *CAT =
1652         dyn_cast<ArrayType>(cast<PointerType>(C->getType())->getElementType()))
1653             if (CAT->getElementType() == SAT->getElementType())
1654               return ConstantExpr::getGetElementPtr(
1655                       (Constant*)CE->getOperand(0), Idxs, NumIdx);
1656     }
1657
1658     // Fold: getelementptr (i8* inttoptr (i64 1 to i8*), i32 -1)
1659     // Into: inttoptr (i64 0 to i8*)
1660     // This happens with pointers to member functions in C++.
1661     if (CE->getOpcode() == Instruction::IntToPtr && NumIdx == 1 &&
1662         isa<ConstantInt>(CE->getOperand(0)) && isa<ConstantInt>(Idxs[0]) &&
1663         cast<PointerType>(CE->getType())->getElementType() == Type::Int8Ty) {
1664       Constant *Base = CE->getOperand(0);
1665       Constant *Offset = Idxs[0];
1666
1667       // Convert the smaller integer to the larger type.
1668       if (Offset->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
1669           Base->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
1670         Offset = ConstantExpr::getSExt(Offset, Base->getType());
1671       else if (Base->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
1672                Offset->getType()->getPrimitiveSizeInBits())
1673         Base = ConstantExpr::getZExt(Base, Base->getType());
1674
1675       Base = ConstantExpr::getAdd(Base, Offset);
1676       return ConstantExpr::getIntToPtr(Base, CE->getType());
1677     }
1678   }
1679   return 0;
1680 }
1681