Move some rem transforms out of instcombine and into instsimplify.
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / InstructionSimplify.cpp
index cf1548eeb8022a6ae160fd82ad6454887864df06..9d6d3398feb88b2a2a4df43a3a473a712fb52eeb 100644 (file)
@@ -8,25 +8,45 @@
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file implements routines for folding instructions into simpler forms
-// that do not require creating new instructions.  For example, this does
-// constant folding, and can handle identities like (X&0)->0.
+// that do not require creating new instructions.  This does constant folding
+// ("add i32 1, 1" -> "2") but can also handle non-constant operands, either
+// returning a constant ("and i32 %x, 0" -> "0") or an already existing value
+// ("and i32 %x, %x" -> "%x").  All operands are assumed to have already been
+// simplified: This is usually true and assuming it simplifies the logic (if
+// they have not been simplified then results are correct but maybe suboptimal).
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "instsimplify"
+#include "llvm/Operator.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
+#include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
+#include "llvm/Support/ConstantRange.h"
 #include "llvm/Support/PatternMatch.h"
 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
+#include "llvm/Target/TargetData.h"
 using namespace llvm;
 using namespace llvm::PatternMatch;
 
-#define RecursionLimit 3
+enum { RecursionLimit = 3 };
 
+STATISTIC(NumExpand,  "Number of expansions");
+STATISTIC(NumFactor , "Number of factorizations");
+STATISTIC(NumReassoc, "Number of reassociations");
+
+static Value *SimplifyAndInst(Value *, Value *, const TargetData *,
+                              const DominatorTree *, unsigned);
 static Value *SimplifyBinOp(unsigned, Value *, Value *, const TargetData *,
                             const DominatorTree *, unsigned);
 static Value *SimplifyCmpInst(unsigned, Value *, Value *, const TargetData *,
                               const DominatorTree *, unsigned);
+static Value *SimplifyOrInst(Value *, Value *, const TargetData *,
+                             const DominatorTree *, unsigned);
+static Value *SimplifyXorInst(Value *, Value *, const TargetData *,
+                              const DominatorTree *, unsigned);
 
 /// ValueDominatesPHI - Does the given value dominate the specified phi node?
 static bool ValueDominatesPHI(Value *V, PHINode *P, const DominatorTree *DT) {
@@ -48,6 +68,241 @@ static bool ValueDominatesPHI(Value *V, PHINode *P, const DominatorTree *DT) {
   return false;
 }
 
+/// ExpandBinOp - Simplify "A op (B op' C)" by distributing op over op', turning
+/// it into "(A op B) op' (A op C)".  Here "op" is given by Opcode and "op'" is
+/// given by OpcodeToExpand, while "A" corresponds to LHS and "B op' C" to RHS.
+/// Also performs the transform "(A op' B) op C" -> "(A op C) op' (B op C)".
+/// Returns the simplified value, or null if no simplification was performed.
+static Value *ExpandBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
+                          unsigned OpcToExpand, const TargetData *TD,
+                          const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
+  Instruction::BinaryOps OpcodeToExpand = (Instruction::BinaryOps)OpcToExpand;
+  // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
+  if (!MaxRecurse--)
+    return 0;
+
+  // Check whether the expression has the form "(A op' B) op C".
+  if (BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS))
+    if (Op0->getOpcode() == OpcodeToExpand) {
+      // It does!  Try turning it into "(A op C) op' (B op C)".
+      Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1), *C = RHS;
+      // Do "A op C" and "B op C" both simplify?
+      if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, TD, DT, MaxRecurse))
+        if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, TD, DT, MaxRecurse)) {
+          // They do! Return "L op' R" if it simplifies or is already available.
+          // If "L op' R" equals "A op' B" then "L op' R" is just the LHS.
+          if ((L == A && R == B) || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExpand)
+                                     && L == B && R == A)) {
+            ++NumExpand;
+            return LHS;
+          }
+          // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
+          if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, TD, DT,
+                                       MaxRecurse)) {
+            ++NumExpand;
+            return V;
+          }
+        }
+    }
+
+  // Check whether the expression has the form "A op (B op' C)".
+  if (BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS))
+    if (Op1->getOpcode() == OpcodeToExpand) {
+      // It does!  Try turning it into "(A op B) op' (A op C)".
+      Value *A = LHS, *B = Op1->getOperand(0), *C = Op1->getOperand(1);
+      // Do "A op B" and "A op C" both simplify?
+      if (Value *L = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, TD, DT, MaxRecurse))
+        if (Value *R = SimplifyBinOp(Opcode, A, C, TD, DT, MaxRecurse)) {
+          // They do! Return "L op' R" if it simplifies or is already available.
+          // If "L op' R" equals "B op' C" then "L op' R" is just the RHS.
+          if ((L == B && R == C) || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExpand)
+                                     && L == C && R == B)) {
+            ++NumExpand;
+            return RHS;
+          }
+          // Otherwise return "L op' R" if it simplifies.
+          if (Value *V = SimplifyBinOp(OpcodeToExpand, L, R, TD, DT,
+                                       MaxRecurse)) {
+            ++NumExpand;
+            return V;
+          }
+        }
+    }
+
+  return 0;
+}
+
+/// FactorizeBinOp - Simplify "LHS Opcode RHS" by factorizing out a common term
+/// using the operation OpCodeToExtract.  For example, when Opcode is Add and
+/// OpCodeToExtract is Mul then this tries to turn "(A*B)+(A*C)" into "A*(B+C)".
+/// Returns the simplified value, or null if no simplification was performed.
+static Value *FactorizeBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
+                             unsigned OpcToExtract, const TargetData *TD,
+                             const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
+  Instruction::BinaryOps OpcodeToExtract = (Instruction::BinaryOps)OpcToExtract;
+  // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
+  if (!MaxRecurse--)
+    return 0;
+
+  BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
+  BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
+
+  if (!Op0 || Op0->getOpcode() != OpcodeToExtract ||
+      !Op1 || Op1->getOpcode() != OpcodeToExtract)
+    return 0;
+
+  // The expression has the form "(A op' B) op (C op' D)".
+  Value *A = Op0->getOperand(0), *B = Op0->getOperand(1);
+  Value *C = Op1->getOperand(0), *D = Op1->getOperand(1);
+
+  // Use left distributivity, i.e. "X op' (Y op Z) = (X op' Y) op (X op' Z)".
+  // Does the instruction have the form "(A op' B) op (A op' D)" or, in the
+  // commutative case, "(A op' B) op (C op' A)"?
+  if (A == C || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExtract) && A == D)) {
+    Value *DD = A == C ? D : C;
+    // Form "A op' (B op DD)" if it simplifies completely.
+    // Does "B op DD" simplify?
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, DD, TD, DT, MaxRecurse)) {
+      // It does!  Return "A op' V" if it simplifies or is already available.
+      // If V equals B then "A op' V" is just the LHS.  If V equals DD then
+      // "A op' V" is just the RHS.
+      if (V == B || V == DD) {
+        ++NumFactor;
+        return V == B ? LHS : RHS;
+      }
+      // Otherwise return "A op' V" if it simplifies.
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(OpcodeToExtract, A, V, TD, DT, MaxRecurse)) {
+        ++NumFactor;
+        return W;
+      }
+    }
+  }
+
+  // Use right distributivity, i.e. "(X op Y) op' Z = (X op' Z) op (Y op' Z)".
+  // Does the instruction have the form "(A op' B) op (C op' B)" or, in the
+  // commutative case, "(A op' B) op (B op' D)"?
+  if (B == D || (Instruction::isCommutative(OpcodeToExtract) && B == C)) {
+    Value *CC = B == D ? C : D;
+    // Form "(A op CC) op' B" if it simplifies completely..
+    // Does "A op CC" simplify?
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, CC, TD, DT, MaxRecurse)) {
+      // It does!  Return "V op' B" if it simplifies or is already available.
+      // If V equals A then "V op' B" is just the LHS.  If V equals CC then
+      // "V op' B" is just the RHS.
+      if (V == A || V == CC) {
+        ++NumFactor;
+        return V == A ? LHS : RHS;
+      }
+      // Otherwise return "V op' B" if it simplifies.
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(OpcodeToExtract, V, B, TD, DT, MaxRecurse)) {
+        ++NumFactor;
+        return W;
+      }
+    }
+  }
+
+  return 0;
+}
+
+/// SimplifyAssociativeBinOp - Generic simplifications for associative binary
+/// operations.  Returns the simpler value, or null if none was found.
+static Value *SimplifyAssociativeBinOp(unsigned Opc, Value *LHS, Value *RHS,
+                                       const TargetData *TD,
+                                       const DominatorTree *DT,
+                                       unsigned MaxRecurse) {
+  Instruction::BinaryOps Opcode = (Instruction::BinaryOps)Opc;
+  assert(Instruction::isAssociative(Opcode) && "Not an associative operation!");
+
+  // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
+  if (!MaxRecurse--)
+    return 0;
+
+  BinaryOperator *Op0 = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
+  BinaryOperator *Op1 = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
+
+  // Transform: "(A op B) op C" ==> "A op (B op C)" if it simplifies completely.
+  if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
+    Value *A = Op0->getOperand(0);
+    Value *B = Op0->getOperand(1);
+    Value *C = RHS;
+
+    // Does "B op C" simplify?
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, B, C, TD, DT, MaxRecurse)) {
+      // It does!  Return "A op V" if it simplifies or is already available.
+      // If V equals B then "A op V" is just the LHS.
+      if (V == B) return LHS;
+      // Otherwise return "A op V" if it simplifies.
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, A, V, TD, DT, MaxRecurse)) {
+        ++NumReassoc;
+        return W;
+      }
+    }
+  }
+
+  // Transform: "A op (B op C)" ==> "(A op B) op C" if it simplifies completely.
+  if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
+    Value *A = LHS;
+    Value *B = Op1->getOperand(0);
+    Value *C = Op1->getOperand(1);
+
+    // Does "A op B" simplify?
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, A, B, TD, DT, MaxRecurse)) {
+      // It does!  Return "V op C" if it simplifies or is already available.
+      // If V equals B then "V op C" is just the RHS.
+      if (V == B) return RHS;
+      // Otherwise return "V op C" if it simplifies.
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, C, TD, DT, MaxRecurse)) {
+        ++NumReassoc;
+        return W;
+      }
+    }
+  }
+
+  // The remaining transforms require commutativity as well as associativity.
+  if (!Instruction::isCommutative(Opcode))
+    return 0;
+
+  // Transform: "(A op B) op C" ==> "(C op A) op B" if it simplifies completely.
+  if (Op0 && Op0->getOpcode() == Opcode) {
+    Value *A = Op0->getOperand(0);
+    Value *B = Op0->getOperand(1);
+    Value *C = RHS;
+
+    // Does "C op A" simplify?
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, TD, DT, MaxRecurse)) {
+      // It does!  Return "V op B" if it simplifies or is already available.
+      // If V equals A then "V op B" is just the LHS.
+      if (V == A) return LHS;
+      // Otherwise return "V op B" if it simplifies.
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, V, B, TD, DT, MaxRecurse)) {
+        ++NumReassoc;
+        return W;
+      }
+    }
+  }
+
+  // Transform: "A op (B op C)" ==> "B op (C op A)" if it simplifies completely.
+  if (Op1 && Op1->getOpcode() == Opcode) {
+    Value *A = LHS;
+    Value *B = Op1->getOperand(0);
+    Value *C = Op1->getOperand(1);
+
+    // Does "C op A" simplify?
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Opcode, C, A, TD, DT, MaxRecurse)) {
+      // It does!  Return "B op V" if it simplifies or is already available.
+      // If V equals C then "B op V" is just the RHS.
+      if (V == C) return RHS;
+      // Otherwise return "B op V" if it simplifies.
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Opcode, B, V, TD, DT, MaxRecurse)) {
+        ++NumReassoc;
+        return W;
+      }
+    }
+  }
+
+  return 0;
+}
+
 /// ThreadBinOpOverSelect - In the case of a binary operation with a select
 /// instruction as an operand, try to simplify the binop by seeing whether
 /// evaluating it on both branches of the select results in the same value.
@@ -56,6 +311,10 @@ static Value *ThreadBinOpOverSelect(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
                                     const TargetData *TD,
                                     const DominatorTree *DT,
                                     unsigned MaxRecurse) {
+  // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
+  if (!MaxRecurse--)
+    return 0;
+
   SelectInst *SI;
   if (isa<SelectInst>(LHS)) {
     SI = cast<SelectInst>(LHS);
@@ -126,6 +385,10 @@ static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
                                   Value *RHS, const TargetData *TD,
                                   const DominatorTree *DT,
                                   unsigned MaxRecurse) {
+  // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
+  if (!MaxRecurse--)
+    return 0;
+
   // Make sure the select is on the LHS.
   if (!isa<SelectInst>(LHS)) {
     std::swap(LHS, RHS);
@@ -134,17 +397,39 @@ static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
   assert(isa<SelectInst>(LHS) && "Not comparing with a select instruction!");
   SelectInst *SI = cast<SelectInst>(LHS);
 
-  // Now that we have "cmp select(cond, TV, FV), RHS", analyse it.
+  // Now that we have "cmp select(Cond, TV, FV), RHS", analyse it.
   // Does "cmp TV, RHS" simplify?
   if (Value *TCmp = SimplifyCmpInst(Pred, SI->getTrueValue(), RHS, TD, DT,
-                                    MaxRecurse))
+                                    MaxRecurse)) {
     // It does!  Does "cmp FV, RHS" simplify?
     if (Value *FCmp = SimplifyCmpInst(Pred, SI->getFalseValue(), RHS, TD, DT,
-                                      MaxRecurse))
+                                      MaxRecurse)) {
       // It does!  If they simplified to the same value, then use it as the
       // result of the original comparison.
       if (TCmp == FCmp)
         return TCmp;
+      Value *Cond = SI->getCondition();
+      // If the false value simplified to false, then the result of the compare
+      // is equal to "Cond && TCmp".  This also catches the case when the false
+      // value simplified to false and the true value to true, returning "Cond".
+      if (match(FCmp, m_Zero()))
+        if (Value *V = SimplifyAndInst(Cond, TCmp, TD, DT, MaxRecurse))
+          return V;
+      // If the true value simplified to true, then the result of the compare
+      // is equal to "Cond || FCmp".
+      if (match(TCmp, m_One()))
+        if (Value *V = SimplifyOrInst(Cond, FCmp, TD, DT, MaxRecurse))
+          return V;
+      // Finally, if the false value simplified to true and the true value to
+      // false, then the result of the compare is equal to "!Cond".
+      if (match(FCmp, m_One()) && match(TCmp, m_Zero()))
+        if (Value *V =
+            SimplifyXorInst(Cond, Constant::getAllOnesValue(Cond->getType()),
+                            TD, DT, MaxRecurse))
+          return V;
+    }
+  }
+
   return 0;
 }
 
@@ -155,6 +440,10 @@ static Value *ThreadCmpOverSelect(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS,
 static Value *ThreadBinOpOverPHI(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
                                  const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
                                  unsigned MaxRecurse) {
+  // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
+  if (!MaxRecurse--)
+    return 0;
+
   PHINode *PI;
   if (isa<PHINode>(LHS)) {
     PI = cast<PHINode>(LHS);
@@ -173,7 +462,7 @@ static Value *ThreadBinOpOverPHI(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
   Value *CommonValue = 0;
   for (unsigned i = 0, e = PI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
     Value *Incoming = PI->getIncomingValue(i);
-    // If the incoming value is the phi node itself, it can be safely skipped.
+    // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
     if (Incoming == PI) continue;
     Value *V = PI == LHS ?
       SimplifyBinOp(Opcode, Incoming, RHS, TD, DT, MaxRecurse) :
@@ -195,6 +484,10 @@ static Value *ThreadBinOpOverPHI(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
 static Value *ThreadCmpOverPHI(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS,
                                const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
                                unsigned MaxRecurse) {
+  // Recursion is always used, so bail out at once if we already hit the limit.
+  if (!MaxRecurse--)
+    return 0;
+
   // Make sure the phi is on the LHS.
   if (!isa<PHINode>(LHS)) {
     std::swap(LHS, RHS);
@@ -211,7 +504,7 @@ static Value *ThreadCmpOverPHI(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS,
   Value *CommonValue = 0;
   for (unsigned i = 0, e = PI->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
     Value *Incoming = PI->getIncomingValue(i);
-    // If the incoming value is the phi node itself, it can be safely skipped.
+    // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
     if (Incoming == PI) continue;
     Value *V = SimplifyCmpInst(Pred, Incoming, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
     // If the operation failed to simplify, or simplified to a different value
@@ -226,8 +519,9 @@ static Value *ThreadCmpOverPHI(CmpInst::Predicate Pred, Value *LHS, Value *RHS,
 
 /// SimplifyAddInst - Given operands for an Add, see if we can
 /// fold the result.  If not, this returns null.
-Value *llvm::SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
-                             const TargetData *TD, const DominatorTree *) {
+static Value *SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
+                              const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
+                              unsigned MaxRecurse) {
   if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
     if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
       Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
@@ -239,20 +533,605 @@ Value *llvm::SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
     std::swap(Op0, Op1);
   }
 
-  if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
-    // X + undef -> undef
-    if (isa<UndefValue>(Op1C))
-      return Op1C;
+  // X + undef -> undef
+  if (match(Op1, m_Undef()))
+    return Op1;
+
+  // X + 0 -> X
+  if (match(Op1, m_Zero()))
+    return Op0;
+
+  // X + (Y - X) -> Y
+  // (Y - X) + X -> Y
+  // Eg: X + -X -> 0
+  Value *Y = 0;
+  if (match(Op1, m_Sub(m_Value(Y), m_Specific(Op0))) ||
+      match(Op0, m_Sub(m_Value(Y), m_Specific(Op1))))
+    return Y;
+
+  // X + ~X -> -1   since   ~X = -X-1
+  if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
+      match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
+    return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
+
+  /// i1 add -> xor.
+  if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
+    if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse-1))
+      return V;
+
+  // Try some generic simplifications for associative operations.
+  if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Add, Op0, Op1, TD, DT,
+                                          MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // Mul distributes over Add.  Try some generic simplifications based on this.
+  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Add, Op0, Op1, Instruction::Mul,
+                                TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // Threading Add over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
+  // Threading over the select in "A + select(cond, B, C)" means evaluating
+  // "A+B" and "A+C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
+  // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
+  // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
+  // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
+  // "A+B" and "A+C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
+  // for threading over phi nodes.
+
+  return 0;
+}
+
+Value *llvm::SimplifyAddInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
+                             const TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
+  return ::SimplifyAddInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, TD, DT, RecursionLimit);
+}
+
+/// SimplifySubInst - Given operands for a Sub, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
+                              const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
+                              unsigned MaxRecurse) {
+  if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0))
+    if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
+      Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
+      return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Sub, CLHS->getType(),
+                                      Ops, 2, TD);
+    }
+
+  // X - undef -> undef
+  // undef - X -> undef
+  if (match(Op0, m_Undef()) || match(Op1, m_Undef()))
+    return UndefValue::get(Op0->getType());
+
+  // X - 0 -> X
+  if (match(Op1, m_Zero()))
+    return Op0;
+
+  // X - X -> 0
+  if (Op0 == Op1)
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // (X*2) - X -> X
+  // (X<<1) - X -> X
+  Value *X = 0;
+  if (match(Op0, m_Mul(m_Specific(Op1), m_ConstantInt<2>())) ||
+      match(Op0, m_Shl(m_Specific(Op1), m_One())))
+    return Op1;
+
+  // (X + Y) - Z -> X + (Y - Z) or Y + (X - Z) if everything simplifies.
+  // For example, (X + Y) - Y -> X; (Y + X) - Y -> X
+  Value *Y = 0, *Z = Op1;
+  if (MaxRecurse && match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_Value(Y)))) { // (X + Y) - Z
+    // See if "V === Y - Z" simplifies.
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Y, Z, TD, DT, MaxRecurse-1))
+      // It does!  Now see if "X + V" simplifies.
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, X, V, TD, DT,
+                                   MaxRecurse-1)) {
+        // It does, we successfully reassociated!
+        ++NumReassoc;
+        return W;
+      }
+    // See if "V === X - Z" simplifies.
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, TD, DT, MaxRecurse-1))
+      // It does!  Now see if "Y + V" simplifies.
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, Y, V, TD, DT,
+                                   MaxRecurse-1)) {
+        // It does, we successfully reassociated!
+        ++NumReassoc;
+        return W;
+      }
+  }
+
+  // X - (Y + Z) -> (X - Y) - Z or (X - Z) - Y if everything simplifies.
+  // For example, X - (X + 1) -> -1
+  X = Op0;
+  if (MaxRecurse && match(Op1, m_Add(m_Value(Y), m_Value(Z)))) { // X - (Y + Z)
+    // See if "V === X - Y" simplifies.
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Y, TD, DT, MaxRecurse-1))
+      // It does!  Now see if "V - Z" simplifies.
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Z, TD, DT,
+                                   MaxRecurse-1)) {
+        // It does, we successfully reassociated!
+        ++NumReassoc;
+        return W;
+      }
+    // See if "V === X - Z" simplifies.
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, X, Z, TD, DT, MaxRecurse-1))
+      // It does!  Now see if "V - Y" simplifies.
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, V, Y, TD, DT,
+                                   MaxRecurse-1)) {
+        // It does, we successfully reassociated!
+        ++NumReassoc;
+        return W;
+      }
+  }
+
+  // Z - (X - Y) -> (Z - X) + Y if everything simplifies.
+  // For example, X - (X - Y) -> Y.
+  Z = Op0;
+  if (MaxRecurse && match(Op1, m_Sub(m_Value(X), m_Value(Y)))) // Z - (X - Y)
+    // See if "V === Z - X" simplifies.
+    if (Value *V = SimplifyBinOp(Instruction::Sub, Z, X, TD, DT, MaxRecurse-1))
+      // It does!  Now see if "V + Y" simplifies.
+      if (Value *W = SimplifyBinOp(Instruction::Add, V, Y, TD, DT,
+                                   MaxRecurse-1)) {
+        // It does, we successfully reassociated!
+        ++NumReassoc;
+        return W;
+      }
+
+  // Mul distributes over Sub.  Try some generic simplifications based on this.
+  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Sub, Op0, Op1, Instruction::Mul,
+                                TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // i1 sub -> xor.
+  if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
+    if (Value *V = SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse-1))
+      return V;
+
+  // Threading Sub over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
+  // Threading over the select in "A - select(cond, B, C)" means evaluating
+  // "A-B" and "A-C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
+  // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
+  // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
+  // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
+  // "A-B" and "A-C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
+  // for threading over phi nodes.
+
+  return 0;
+}
+
+Value *llvm::SimplifySubInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
+                             const TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
+  return ::SimplifySubInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, TD, DT, RecursionLimit);
+}
+
+/// SimplifyMulInst - Given operands for a Mul, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                              const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
+  if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
+    if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
+      Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
+      return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Mul, CLHS->getType(),
+                                      Ops, 2, TD);
+    }
+
+    // Canonicalize the constant to the RHS.
+    std::swap(Op0, Op1);
+  }
+
+  // X * undef -> 0
+  if (match(Op1, m_Undef()))
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // X * 0 -> 0
+  if (match(Op1, m_Zero()))
+    return Op1;
+
+  // X * 1 -> X
+  if (match(Op1, m_One()))
+    return Op0;
+
+  // (X / Y) * Y -> X if the division is exact.
+  Value *X = 0, *Y = 0;
+  if ((match(Op0, m_IDiv(m_Value(X), m_Value(Y))) && Y == Op1) || // (X / Y) * Y
+      (match(Op1, m_IDiv(m_Value(X), m_Value(Y))) && Y == Op0)) { // Y * (X / Y)
+    BinaryOperator *Div = cast<BinaryOperator>(Y == Op1 ? Op0 : Op1);
+    if (Div->isExact())
+      return X;
+  }
+
+  // i1 mul -> and.
+  if (MaxRecurse && Op0->getType()->isIntegerTy(1))
+    if (Value *V = SimplifyAndInst(Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse-1))
+      return V;
+
+  // Try some generic simplifications for associative operations.
+  if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Mul, Op0, Op1, TD, DT,
+                                          MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // Mul distributes over Add.  Try some generic simplifications based on this.
+  if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::Mul, Op0, Op1, Instruction::Add,
+                             TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
+  // operating on either branch of the select always yields the same value.
+  if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Mul, Op0, Op1, TD, DT,
+                                         MaxRecurse))
+      return V;
+
+  // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
+  // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
+  if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::Mul, Op0, Op1, TD, DT,
+                                      MaxRecurse))
+      return V;
+
+  return 0;
+}
+
+Value *llvm::SimplifyMulInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                             const DominatorTree *DT) {
+  return ::SimplifyMulInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+}
+
+/// SimplifyDiv - Given operands for an SDiv or UDiv, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyDiv(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
+                          const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
+                          unsigned MaxRecurse) {
+  if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
+    if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
+      Constant *Ops[] = { C0, C1 };
+      return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, 2, TD);
+    }
+  }
+
+  bool isSigned = Opcode == Instruction::SDiv;
+
+  // X / undef -> undef
+  if (match(Op1, m_Undef()))
+    return Op1;
+
+  // undef / X -> 0
+  if (match(Op0, m_Undef()))
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // 0 / X -> 0, we don't need to preserve faults!
+  if (match(Op0, m_Zero()))
+    return Op0;
+
+  // X / 1 -> X
+  if (match(Op1, m_One()))
+    return Op0;
+
+  if (Op0->getType()->isIntegerTy(1))
+    // It can't be division by zero, hence it must be division by one.
+    return Op0;
+
+  // X / X -> 1
+  if (Op0 == Op1)
+    return ConstantInt::get(Op0->getType(), 1);
+
+  // (X * Y) / Y -> X if the multiplication does not overflow.
+  Value *X = 0, *Y = 0;
+  if (match(Op0, m_Mul(m_Value(X), m_Value(Y))) && (X == Op1 || Y == Op1)) {
+    if (Y != Op1) std::swap(X, Y); // Ensure expression is (X * Y) / Y, Y = Op1
+    BinaryOperator *Mul = cast<BinaryOperator>(Op0);
+    // If the Mul knows it does not overflow, then we are good to go.
+    if ((isSigned && Mul->hasNoSignedWrap()) ||
+        (!isSigned && Mul->hasNoUnsignedWrap()))
+      return X;
+    // If X has the form X = A / Y then X * Y cannot overflow.
+    if (BinaryOperator *Div = dyn_cast<BinaryOperator>(X))
+      if (Div->getOpcode() == Opcode && Div->getOperand(1) == Y)
+        return X;
+  }
+
+  // (X rem Y) / Y -> 0
+  if ((isSigned && match(Op0, m_SRem(m_Value(), m_Specific(Op1)))) ||
+      (!isSigned && match(Op0, m_URem(m_Value(), m_Specific(Op1)))))
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
+  // operating on either branch of the select always yields the same value.
+  if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+      return V;
+
+  // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
+  // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
+  if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+      return V;
+
+  return 0;
+}
+
+/// SimplifySDivInst - Given operands for an SDiv, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                               const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::SDiv, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  return 0;
+}
+
+Value *llvm::SimplifySDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                              const DominatorTree *DT) {
+  return ::SimplifySDivInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+}
+
+/// SimplifyUDivInst - Given operands for a UDiv, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                               const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyDiv(Instruction::UDiv, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  return 0;
+}
+
+Value *llvm::SimplifyUDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                              const DominatorTree *DT) {
+  return ::SimplifyUDivInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+}
+
+static Value *SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *,
+                               const DominatorTree *, unsigned) {
+  // undef / X -> undef    (the undef could be a snan).
+  if (match(Op0, m_Undef()))
+    return Op0;
+
+  // X / undef -> undef
+  if (match(Op1, m_Undef()))
+    return Op1;
+
+  return 0;
+}
+
+Value *llvm::SimplifyFDivInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                              const DominatorTree *DT) {
+  return ::SimplifyFDivInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+}
+
+/// SimplifyRem - Given operands for an SRem or URem, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyRem(Instruction::BinaryOps Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
+                          const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
+                          unsigned MaxRecurse) {
+  if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
+    if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
+      Constant *Ops[] = { C0, C1 };
+      return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, 2, TD);
+    }
+  }
+
+  bool isSigned = Opcode == Instruction::SRem;
+
+  // X % undef -> undef
+  if (match(Op1, m_Undef()))
+    return Op1;
+
+  // undef % X -> 0
+  if (match(Op0, m_Undef()))
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // 0 % X -> 0, we don't need to preserve faults!
+  if (match(Op0, m_Zero()))
+    return Op0;
+
+  // X % 0 -> undef, we don't need to preserve faults!
+  if (match(Op1, m_Zero()))
+    return UndefValue::get(Op0->getType());
+
+  // X % 1 -> 0
+  if (match(Op1, m_One()))
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  if (Op0->getType()->isIntegerTy(1))
+    // It can't be remainder by zero, hence it must be remainder by one.
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // X % X -> 0
+  if (Op0 == Op1)
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
+  // operating on either branch of the select always yields the same value.
+  if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+      return V;
+
+  // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
+  // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
+  if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+      return V;
+
+  return 0;
+}
+
+/// SimplifySRemInst - Given operands for an SRem, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                               const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::SRem, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  return 0;
+}
+
+Value *llvm::SimplifySRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                              const DominatorTree *DT) {
+  return ::SimplifySRemInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+}
+
+/// SimplifyURemInst - Given operands for a URem, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                               const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyRem(Instruction::URem, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
 
-    // X + 0 --> X
-    if (Op1C->isNullValue())
-      return Op0;
+  return 0;
+}
+
+Value *llvm::SimplifyURemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                              const DominatorTree *DT) {
+  return ::SimplifyURemInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+}
+
+static Value *SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *,
+                               const DominatorTree *, unsigned) {
+  // undef % X -> undef    (the undef could be a snan).
+  if (match(Op0, m_Undef()))
+    return Op0;
+
+  // X % undef -> undef
+  if (match(Op1, m_Undef()))
+    return Op1;
+
+  return 0;
+}
+
+Value *llvm::SimplifyFRemInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                              const DominatorTree *DT) {
+  return ::SimplifyFRemInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+}
+
+/// SimplifyShift - Given operands for an Shl, LShr or AShr, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyShift(unsigned Opcode, Value *Op0, Value *Op1,
+                            const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
+                            unsigned MaxRecurse) {
+  if (Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
+    if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
+      Constant *Ops[] = { C0, C1 };
+      return ConstantFoldInstOperands(Opcode, C0->getType(), Ops, 2, TD);
+    }
   }
 
-  // FIXME: Could pull several more out of instcombine.
+  // 0 shift by X -> 0
+  if (match(Op0, m_Zero()))
+    return Op0;
+
+  // X shift by 0 -> X
+  if (match(Op1, m_Zero()))
+    return Op0;
+
+  // X shift by undef -> undef because it may shift by the bitwidth.
+  if (match(Op1, m_Undef()))
+    return Op1;
+
+  // Shifting by the bitwidth or more is undefined.
+  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
+    if (CI->getValue().getLimitedValue() >=
+        Op0->getType()->getScalarSizeInBits())
+      return UndefValue::get(Op0->getType());
+
+  // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
+  // operating on either branch of the select always yields the same value.
+  if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+      return V;
+
+  // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
+  // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
+  if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
+    if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+      return V;
+
+  return 0;
+}
+
+/// SimplifyShlInst - Given operands for an Shl, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
+                              const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
+                              unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::Shl, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // undef << X -> 0
+  if (match(Op0, m_Undef()))
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // (X >> A) << A -> X
+  Value *X;
+  if (match(Op0, m_Shr(m_Value(X), m_Specific(Op1))) &&
+      cast<PossiblyExactOperator>(Op0)->isExact())
+    return X;
+  return 0;
+}
+
+Value *llvm::SimplifyShlInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isNSW, bool isNUW,
+                             const TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
+  return ::SimplifyShlInst(Op0, Op1, isNSW, isNUW, TD, DT, RecursionLimit);
+}
+
+/// SimplifyLShrInst - Given operands for an LShr, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
+                               const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
+                               unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::LShr, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // undef >>l X -> 0
+  if (match(Op0, m_Undef()))
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // (X << A) >> A -> X
+  Value *X;
+  if (match(Op0, m_Shl(m_Value(X), m_Specific(Op1))) &&
+      cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0)->hasNoUnsignedWrap())
+    return X;
+
   return 0;
 }
 
+Value *llvm::SimplifyLShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
+                              const TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
+  return ::SimplifyLShrInst(Op0, Op1, isExact, TD, DT, RecursionLimit);
+}
+
+/// SimplifyAShrInst - Given operands for an AShr, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
+                               const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
+                               unsigned MaxRecurse) {
+  if (Value *V = SimplifyShift(Instruction::AShr, Op0, Op1, TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // all ones >>a X -> all ones
+  if (match(Op0, m_AllOnes()))
+    return Op0;
+
+  // undef >>a X -> all ones
+  if (match(Op0, m_Undef()))
+    return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
+
+  // (X << A) >> A -> X
+  Value *X;
+  if (match(Op0, m_Shl(m_Value(X), m_Specific(Op1))) &&
+      cast<OverflowingBinaryOperator>(Op0)->hasNoSignedWrap())
+    return X;
+
+  return 0;
+}
+
+Value *llvm::SimplifyAShrInst(Value *Op0, Value *Op1, bool isExact,
+                              const TargetData *TD, const DominatorTree *DT) {
+  return ::SimplifyAShrInst(Op0, Op1, isExact, TD, DT, RecursionLimit);
+}
+
 /// SimplifyAndInst - Given operands for an And, see if we can
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
@@ -269,38 +1148,28 @@ static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
   }
 
   // X & undef -> 0
-  if (isa<UndefValue>(Op1))
+  if (match(Op1, m_Undef()))
     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
 
   // X & X = X
   if (Op0 == Op1)
     return Op0;
 
-  // X & <0,0> = <0,0>
-  if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1))
+  // X & 0 = 0
+  if (match(Op1, m_Zero()))
     return Op1;
 
-  // X & <-1,-1> = X
-  if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1))
-    if (CP->isAllOnesValue())
-      return Op0;
-
-  if (ConstantInt *Op1CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
-    // X & 0 = 0
-    if (Op1CI->isZero())
-      return Op1CI;
-    // X & -1 = X
-    if (Op1CI->isAllOnesValue())
-      return Op0;
-  }
+  // X & -1 = X
+  if (match(Op1, m_AllOnes()))
+    return Op0;
 
   // A & ~A  =  ~A & A  =  0
-  Value *A, *B;
-  if ((match(Op0, m_Not(m_Value(A))) && A == Op1) ||
-      (match(Op1, m_Not(m_Value(A))) && A == Op0))
+  if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
+      match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
     return Constant::getNullValue(Op0->getType());
 
   // (A | ?) & A = A
+  Value *A = 0, *B = 0;
   if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
       (A == Op1 || B == Op1))
     return Op1;
@@ -310,28 +1179,38 @@ static Value *SimplifyAndInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
       (A == Op0 || B == Op0))
     return Op0;
 
-  // (A & B) & A -> A & B
-  if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
-      (A == Op1 || B == Op1))
-    return Op0;
+  // Try some generic simplifications for associative operations.
+  if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, TD, DT,
+                                          MaxRecurse))
+    return V;
 
-  // A & (A & B) -> A & B
-  if (match(Op1, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
-      (A == Op0 || B == Op0))
-    return Op1;
+  // And distributes over Or.  Try some generic simplifications based on this.
+  if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Or,
+                             TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // And distributes over Xor.  Try some generic simplifications based on this.
+  if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Xor,
+                             TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // Or distributes over And.  Try some generic simplifications based on this.
+  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::And, Op0, Op1, Instruction::Or,
+                                TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
 
   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
   // operating on either branch of the select always yields the same value.
-  if (MaxRecurse && (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1)))
+  if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::And, Op0, Op1, TD, DT,
-                                         MaxRecurse-1))
+                                         MaxRecurse))
       return V;
 
   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
-  if (MaxRecurse && (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1)))
+  if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::And, Op0, Op1, TD, DT,
-                                      MaxRecurse-1))
+                                      MaxRecurse))
       return V;
 
   return 0;
@@ -358,38 +1237,28 @@ static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
   }
 
   // X | undef -> -1
-  if (isa<UndefValue>(Op1))
+  if (match(Op1, m_Undef()))
     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
 
   // X | X = X
   if (Op0 == Op1)
     return Op0;
 
-  // X | <0,0> = X
-  if (isa<ConstantAggregateZero>(Op1))
+  // X | 0 = X
+  if (match(Op1, m_Zero()))
     return Op0;
 
-  // X | <-1,-1> = <-1,-1>
-  if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Op1))
-    if (CP->isAllOnesValue())
-      return Op1;
-
-  if (ConstantInt *Op1CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
-    // X | 0 = X
-    if (Op1CI->isZero())
-      return Op0;
-    // X | -1 = -1
-    if (Op1CI->isAllOnesValue())
-      return Op1CI;
-  }
+  // X | -1 = -1
+  if (match(Op1, m_AllOnes()))
+    return Op1;
 
   // A | ~A  =  ~A | A  =  -1
-  Value *A, *B;
-  if ((match(Op0, m_Not(m_Value(A))) && A == Op1) ||
-      (match(Op1, m_Not(m_Value(A))) && A == Op0))
+  if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
+      match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
     return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
 
   // (A & ?) | A = A
+  Value *A = 0, *B = 0;
   if (match(Op0, m_And(m_Value(A), m_Value(B))) &&
       (A == Op1 || B == Op1))
     return Op1;
@@ -399,28 +1268,43 @@ static Value *SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
       (A == Op0 || B == Op0))
     return Op0;
 
-  // (A | B) | A -> A | B
-  if (match(Op0, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+  // ~(A & ?) | A = -1
+  if (match(Op0, m_Not(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
       (A == Op1 || B == Op1))
-    return Op0;
+    return Constant::getAllOnesValue(Op1->getType());
 
-  // A | (A | B) -> A | B
-  if (match(Op1, m_Or(m_Value(A), m_Value(B))) &&
+  // A | ~(A & ?) = -1
+  if (match(Op1, m_Not(m_And(m_Value(A), m_Value(B)))) &&
       (A == Op0 || B == Op0))
-    return Op1;
+    return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
+
+  // Try some generic simplifications for associative operations.
+  if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, TD, DT,
+                                          MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // Or distributes over And.  Try some generic simplifications based on this.
+  if (Value *V = ExpandBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Instruction::And,
+                             TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // And distributes over Or.  Try some generic simplifications based on this.
+  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Or, Op0, Op1, Instruction::And,
+                                TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
 
   // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
   // operating on either branch of the select always yields the same value.
-  if (MaxRecurse && (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1)))
+  if (isa<SelectInst>(Op0) || isa<SelectInst>(Op1))
     if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Instruction::Or, Op0, Op1, TD, DT,
-                                         MaxRecurse-1))
+                                         MaxRecurse))
       return V;
 
   // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
   // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
-  if (MaxRecurse && (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1)))
+  if (isa<PHINode>(Op0) || isa<PHINode>(Op1))
     if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Instruction::Or, Op0, Op1, TD, DT,
-                                      MaxRecurse-1))
+                                      MaxRecurse))
       return V;
 
   return 0;
@@ -431,6 +1315,65 @@ Value *llvm::SimplifyOrInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
   return ::SimplifyOrInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
 }
 
+/// SimplifyXorInst - Given operands for a Xor, see if we can
+/// fold the result.  If not, this returns null.
+static Value *SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                              const DominatorTree *DT, unsigned MaxRecurse) {
+  if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(Op0)) {
+    if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
+      Constant *Ops[] = { CLHS, CRHS };
+      return ConstantFoldInstOperands(Instruction::Xor, CLHS->getType(),
+                                      Ops, 2, TD);
+    }
+
+    // Canonicalize the constant to the RHS.
+    std::swap(Op0, Op1);
+  }
+
+  // A ^ undef -> undef
+  if (match(Op1, m_Undef()))
+    return Op1;
+
+  // A ^ 0 = A
+  if (match(Op1, m_Zero()))
+    return Op0;
+
+  // A ^ A = 0
+  if (Op0 == Op1)
+    return Constant::getNullValue(Op0->getType());
+
+  // A ^ ~A  =  ~A ^ A  =  -1
+  if (match(Op0, m_Not(m_Specific(Op1))) ||
+      match(Op1, m_Not(m_Specific(Op0))))
+    return Constant::getAllOnesValue(Op0->getType());
+
+  // Try some generic simplifications for associative operations.
+  if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Instruction::Xor, Op0, Op1, TD, DT,
+                                          MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // And distributes over Xor.  Try some generic simplifications based on this.
+  if (Value *V = FactorizeBinOp(Instruction::Xor, Op0, Op1, Instruction::And,
+                                TD, DT, MaxRecurse))
+    return V;
+
+  // Threading Xor over selects and phi nodes is pointless, so don't bother.
+  // Threading over the select in "A ^ select(cond, B, C)" means evaluating
+  // "A^B" and "A^C" and seeing if they are equal; but they are equal if and
+  // only if B and C are equal.  If B and C are equal then (since we assume
+  // that operands have already been simplified) "select(cond, B, C)" should
+  // have been simplified to the common value of B and C already.  Analysing
+  // "A^B" and "A^C" thus gains nothing, but costs compile time.  Similarly
+  // for threading over phi nodes.
+
+  return 0;
+}
+
+Value *llvm::SimplifyXorInst(Value *Op0, Value *Op1, const TargetData *TD,
+                             const DominatorTree *DT) {
+  return ::SimplifyXorInst(Op0, Op1, TD, DT, RecursionLimit);
+}
+
 static const Type *GetCompareTy(Value *Op) {
   return CmpInst::makeCmpResultType(Op->getType());
 }
@@ -452,8 +1395,8 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
     Pred = CmpInst::getSwappedPredicate(Pred);
   }
 
-  // ITy - This is the return type of the compare we're considering.
-  const Type *ITy = GetCompareTy(LHS);
+  const Type *ITy = GetCompareTy(LHS); // The return type.
+  const Type *OpTy = LHS->getType();   // The operand type.
 
   // icmp X, X -> true/false
   // X icmp undef -> true/false.  For example, icmp ugt %X, undef -> false
@@ -461,50 +1404,476 @@ static Value *SimplifyICmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
   if (LHS == RHS || isa<UndefValue>(RHS))
     return ConstantInt::get(ITy, CmpInst::isTrueWhenEqual(Pred));
 
-  // icmp <global/alloca*/null>, <global/alloca*/null> - Global/Stack value
-  // addresses never equal each other!  We already know that Op0 != Op1.
-  if ((isa<GlobalValue>(LHS) || isa<AllocaInst>(LHS) ||
-       isa<ConstantPointerNull>(LHS)) &&
-      (isa<GlobalValue>(RHS) || isa<AllocaInst>(RHS) ||
-       isa<ConstantPointerNull>(RHS)))
+  // Special case logic when the operands have i1 type.
+  if (OpTy->isIntegerTy(1) || (OpTy->isVectorTy() &&
+       cast<VectorType>(OpTy)->getElementType()->isIntegerTy(1))) {
+    switch (Pred) {
+    default: break;
+    case ICmpInst::ICMP_EQ:
+      // X == 1 -> X
+      if (match(RHS, m_One()))
+        return LHS;
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_NE:
+      // X != 0 -> X
+      if (match(RHS, m_Zero()))
+        return LHS;
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_UGT:
+      // X >u 0 -> X
+      if (match(RHS, m_Zero()))
+        return LHS;
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_UGE:
+      // X >=u 1 -> X
+      if (match(RHS, m_One()))
+        return LHS;
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_SLT:
+      // X <s 0 -> X
+      if (match(RHS, m_Zero()))
+        return LHS;
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_SLE:
+      // X <=s -1 -> X
+      if (match(RHS, m_One()))
+        return LHS;
+      break;
+    }
+  }
+
+  // icmp <alloca*>, <global/alloca*/null> - Different stack variables have
+  // different addresses, and what's more the address of a stack variable is
+  // never null or equal to the address of a global.  Note that generalizing
+  // to the case where LHS is a global variable address or null is pointless,
+  // since if both LHS and RHS are constants then we already constant folded
+  // the compare, and if only one of them is then we moved it to RHS already.
+  if (isa<AllocaInst>(LHS) && (isa<GlobalValue>(RHS) || isa<AllocaInst>(RHS) ||
+                               isa<ConstantPointerNull>(RHS)))
+    // We already know that LHS != RHS.
     return ConstantInt::get(ITy, CmpInst::isFalseWhenEqual(Pred));
 
-  // See if we are doing a comparison with a constant.
-  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
-    // If we have an icmp le or icmp ge instruction, turn it into the
-    // appropriate icmp lt or icmp gt instruction.  This allows us to rely on
-    // them being folded in the code below.
+  // If we are comparing with zero then try hard since this is a common case.
+  if (match(RHS, m_Zero())) {
+    bool LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative;
     switch (Pred) {
-    default: break;
+    default:
+      assert(false && "Unknown ICmp predicate!");
+    case ICmpInst::ICMP_ULT:
+      return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
+    case ICmpInst::ICMP_UGE:
+      return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
+    case ICmpInst::ICMP_EQ:
     case ICmpInst::ICMP_ULE:
-      if (CI->isMaxValue(false))                 // A <=u MAX -> TRUE
-        return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
+      if (isKnownNonZero(LHS, TD))
+        return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_NE:
+    case ICmpInst::ICMP_UGT:
+      if (isKnownNonZero(LHS, TD))
+        return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_SLT:
+      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
+      if (LHSKnownNegative)
+        return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
+      if (LHSKnownNonNegative)
+        return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
       break;
     case ICmpInst::ICMP_SLE:
-      if (CI->isMaxValue(true))                  // A <=s MAX -> TRUE
-        return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
+      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
+      if (LHSKnownNegative)
+        return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
+      if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, TD))
+        return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_SGE:
+      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
+      if (LHSKnownNegative)
+        return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
+      if (LHSKnownNonNegative)
+        return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
       break;
+    case ICmpInst::ICMP_SGT:
+      ComputeSignBit(LHS, LHSKnownNonNegative, LHSKnownNegative, TD);
+      if (LHSKnownNegative)
+        return ConstantInt::getFalse(LHS->getContext());
+      if (LHSKnownNonNegative && isKnownNonZero(LHS, TD))
+        return ConstantInt::getTrue(LHS->getContext());
+      break;
+    }
+  }
+
+  // See if we are doing a comparison with a constant integer.
+  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
+    // Rule out tautological comparisons (eg., ult 0 or uge 0).
+    ConstantRange RHS_CR = ICmpInst::makeConstantRange(Pred, CI->getValue());
+    if (RHS_CR.isEmptySet())
+      return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
+    if (RHS_CR.isFullSet())
+      return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
+
+    // Many binary operators with constant RHS have easy to compute constant
+    // range.  Use them to check whether the comparison is a tautology.
+    uint32_t Width = CI->getBitWidth();
+    APInt Lower = APInt(Width, 0);
+    APInt Upper = APInt(Width, 0);
+    ConstantInt *CI2;
+    if (match(LHS, m_URem(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
+      // 'urem x, CI2' produces [0, CI2).
+      Upper = CI2->getValue();
+    } else if (match(LHS, m_SRem(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
+      // 'srem x, CI2' produces (-|CI2|, |CI2|).
+      Upper = CI2->getValue().abs();
+      Lower = (-Upper) + 1;
+    } else if (match(LHS, m_UDiv(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
+      // 'udiv x, CI2' produces [0, UINT_MAX / CI2].
+      APInt NegOne = APInt::getAllOnesValue(Width);
+      if (!CI2->isZero())
+        Upper = NegOne.udiv(CI2->getValue()) + 1;
+    } else if (match(LHS, m_SDiv(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
+      // 'sdiv x, CI2' produces [INT_MIN / CI2, INT_MAX / CI2].
+      APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
+      APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
+      APInt Val = CI2->getValue().abs();
+      if (!Val.isMinValue()) {
+        Lower = IntMin.sdiv(Val);
+        Upper = IntMax.sdiv(Val) + 1;
+      }
+    } else if (match(LHS, m_LShr(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
+      // 'lshr x, CI2' produces [0, UINT_MAX >> CI2].
+      APInt NegOne = APInt::getAllOnesValue(Width);
+      if (CI2->getValue().ult(Width))
+        Upper = NegOne.lshr(CI2->getValue()) + 1;
+    } else if (match(LHS, m_AShr(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
+      // 'ashr x, CI2' produces [INT_MIN >> CI2, INT_MAX >> CI2].
+      APInt IntMin = APInt::getSignedMinValue(Width);
+      APInt IntMax = APInt::getSignedMaxValue(Width);
+      if (CI2->getValue().ult(Width)) {
+        Lower = IntMin.ashr(CI2->getValue());
+        Upper = IntMax.ashr(CI2->getValue()) + 1;
+      }
+    } else if (match(LHS, m_Or(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
+      // 'or x, CI2' produces [CI2, UINT_MAX].
+      Lower = CI2->getValue();
+    } else if (match(LHS, m_And(m_Value(), m_ConstantInt(CI2)))) {
+      // 'and x, CI2' produces [0, CI2].
+      Upper = CI2->getValue() + 1;
+    }
+    if (Lower != Upper) {
+      ConstantRange LHS_CR = ConstantRange(Lower, Upper);
+      if (RHS_CR.contains(LHS_CR))
+        return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
+      if (RHS_CR.inverse().contains(LHS_CR))
+        return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
+    }
+  }
+
+  // Compare of cast, for example (zext X) != 0 -> X != 0
+  if (isa<CastInst>(LHS) && (isa<Constant>(RHS) || isa<CastInst>(RHS))) {
+    Instruction *LI = cast<CastInst>(LHS);
+    Value *SrcOp = LI->getOperand(0);
+    const Type *SrcTy = SrcOp->getType();
+    const Type *DstTy = LI->getType();
+
+    // Turn icmp (ptrtoint x), (ptrtoint/constant) into a compare of the input
+    // if the integer type is the same size as the pointer type.
+    if (MaxRecurse && TD && isa<PtrToIntInst>(LI) &&
+        TD->getPointerSizeInBits() == DstTy->getPrimitiveSizeInBits()) {
+      if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
+        // Transfer the cast to the constant.
+        if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp,
+                                        ConstantExpr::getIntToPtr(RHSC, SrcTy),
+                                        TD, DT, MaxRecurse-1))
+          return V;
+      } else if (PtrToIntInst *RI = dyn_cast<PtrToIntInst>(RHS)) {
+        if (RI->getOperand(0)->getType() == SrcTy)
+          // Compare without the cast.
+          if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, RI->getOperand(0),
+                                          TD, DT, MaxRecurse-1))
+            return V;
+      }
+    }
+
+    if (isa<ZExtInst>(LHS)) {
+      // Turn icmp (zext X), (zext Y) into a compare of X and Y if they have the
+      // same type.
+      if (ZExtInst *RI = dyn_cast<ZExtInst>(RHS)) {
+        if (MaxRecurse && SrcTy == RI->getOperand(0)->getType())
+          // Compare X and Y.  Note that signed predicates become unsigned.
+          if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::getUnsignedPredicate(Pred),
+                                          SrcOp, RI->getOperand(0), TD, DT,
+                                          MaxRecurse-1))
+            return V;
+      }
+      // Turn icmp (zext X), Cst into a compare of X and Cst if Cst is extended
+      // too.  If not, then try to deduce the result of the comparison.
+      else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
+        // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
+        // reextended to DstTy.
+        Constant *Trunc = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
+        Constant *RExt = ConstantExpr::getCast(CastInst::ZExt, Trunc, DstTy);
+
+        // If the re-extended constant didn't change then this is effectively
+        // also a case of comparing two zero-extended values.
+        if (RExt == CI && MaxRecurse)
+          if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::getUnsignedPredicate(Pred),
+                                          SrcOp, Trunc, TD, DT, MaxRecurse-1))
+            return V;
+
+        // Otherwise the upper bits of LHS are zero while RHS has a non-zero bit
+        // there.  Use this to work out the result of the comparison.
+        if (RExt != CI) {
+          switch (Pred) {
+          default:
+            assert(false && "Unknown ICmp predicate!");
+          // LHS <u RHS.
+          case ICmpInst::ICMP_EQ:
+          case ICmpInst::ICMP_UGT:
+          case ICmpInst::ICMP_UGE:
+            return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
+
+          case ICmpInst::ICMP_NE:
+          case ICmpInst::ICMP_ULT:
+          case ICmpInst::ICMP_ULE:
+            return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
+
+          // LHS is non-negative.  If RHS is negative then LHS >s LHS.  If RHS
+          // is non-negative then LHS <s RHS.
+          case ICmpInst::ICMP_SGT:
+          case ICmpInst::ICMP_SGE:
+            return CI->getValue().isNegative() ?
+              ConstantInt::getTrue(CI->getContext()) :
+              ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
+
+          case ICmpInst::ICMP_SLT:
+          case ICmpInst::ICMP_SLE:
+            return CI->getValue().isNegative() ?
+              ConstantInt::getFalse(CI->getContext()) :
+              ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
+          }
+        }
+      }
+    }
+
+    if (isa<SExtInst>(LHS)) {
+      // Turn icmp (sext X), (sext Y) into a compare of X and Y if they have the
+      // same type.
+      if (SExtInst *RI = dyn_cast<SExtInst>(RHS)) {
+        if (MaxRecurse && SrcTy == RI->getOperand(0)->getType())
+          // Compare X and Y.  Note that the predicate does not change.
+          if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, RI->getOperand(0),
+                                          TD, DT, MaxRecurse-1))
+            return V;
+      }
+      // Turn icmp (sext X), Cst into a compare of X and Cst if Cst is extended
+      // too.  If not, then try to deduce the result of the comparison.
+      else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
+        // Compute the constant that would happen if we truncated to SrcTy then
+        // reextended to DstTy.
+        Constant *Trunc = ConstantExpr::getTrunc(CI, SrcTy);
+        Constant *RExt = ConstantExpr::getCast(CastInst::SExt, Trunc, DstTy);
+
+        // If the re-extended constant didn't change then this is effectively
+        // also a case of comparing two sign-extended values.
+        if (RExt == CI && MaxRecurse)
+          if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, SrcOp, Trunc, TD, DT,
+                                          MaxRecurse-1))
+            return V;
+
+        // Otherwise the upper bits of LHS are all equal, while RHS has varying
+        // bits there.  Use this to work out the result of the comparison.
+        if (RExt != CI) {
+          switch (Pred) {
+          default:
+            assert(false && "Unknown ICmp predicate!");
+          case ICmpInst::ICMP_EQ:
+            return ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
+          case ICmpInst::ICMP_NE:
+            return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
+
+          // If RHS is non-negative then LHS <s RHS.  If RHS is negative then
+          // LHS >s RHS.
+          case ICmpInst::ICMP_SGT:
+          case ICmpInst::ICMP_SGE:
+            return CI->getValue().isNegative() ?
+              ConstantInt::getTrue(CI->getContext()) :
+              ConstantInt::getFalse(CI->getContext());
+          case ICmpInst::ICMP_SLT:
+          case ICmpInst::ICMP_SLE:
+            return CI->getValue().isNegative() ?
+              ConstantInt::getFalse(CI->getContext()) :
+              ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
+
+          // If LHS is non-negative then LHS <u RHS.  If LHS is negative then
+          // LHS >u RHS.
+          case ICmpInst::ICMP_UGT:
+          case ICmpInst::ICMP_UGE:
+            // Comparison is true iff the LHS <s 0.
+            if (MaxRecurse)
+              if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::ICMP_SLT, SrcOp,
+                                              Constant::getNullValue(SrcTy),
+                                              TD, DT, MaxRecurse-1))
+                return V;
+            break;
+          case ICmpInst::ICMP_ULT:
+          case ICmpInst::ICMP_ULE:
+            // Comparison is true iff the LHS >=s 0.
+            if (MaxRecurse)
+              if (Value *V = SimplifyICmpInst(ICmpInst::ICMP_SGE, SrcOp,
+                                              Constant::getNullValue(SrcTy),
+                                              TD, DT, MaxRecurse-1))
+                return V;
+            break;
+          }
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  // Special logic for binary operators.
+  BinaryOperator *LBO = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS);
+  BinaryOperator *RBO = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS);
+  if (MaxRecurse && (LBO || RBO)) {
+    // Analyze the case when either LHS or RHS is an add instruction.
+    Value *A = 0, *B = 0, *C = 0, *D = 0;
+    // LHS = A + B (or A and B are null); RHS = C + D (or C and D are null).
+    bool NoLHSWrapProblem = false, NoRHSWrapProblem = false;
+    if (LBO && LBO->getOpcode() == Instruction::Add) {
+      A = LBO->getOperand(0); B = LBO->getOperand(1);
+      NoLHSWrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
+        (CmpInst::isUnsigned(Pred) && LBO->hasNoUnsignedWrap()) ||
+        (CmpInst::isSigned(Pred) && LBO->hasNoSignedWrap());
+    }
+    if (RBO && RBO->getOpcode() == Instruction::Add) {
+      C = RBO->getOperand(0); D = RBO->getOperand(1);
+      NoRHSWrapProblem = ICmpInst::isEquality(Pred) ||
+        (CmpInst::isUnsigned(Pred) && RBO->hasNoUnsignedWrap()) ||
+        (CmpInst::isSigned(Pred) && RBO->hasNoSignedWrap());
+    }
+
+    // icmp (X+Y), X -> icmp Y, 0 for equalities or if there is no overflow.
+    if ((A == RHS || B == RHS) && NoLHSWrapProblem)
+      if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, A == RHS ? B : A,
+                                      Constant::getNullValue(RHS->getType()),
+                                      TD, DT, MaxRecurse-1))
+        return V;
+
+    // icmp X, (X+Y) -> icmp 0, Y for equalities or if there is no overflow.
+    if ((C == LHS || D == LHS) && NoRHSWrapProblem)
+      if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred,
+                                      Constant::getNullValue(LHS->getType()),
+                                      C == LHS ? D : C, TD, DT, MaxRecurse-1))
+        return V;
+
+    // icmp (X+Y), (X+Z) -> icmp Y,Z for equalities or if there is no overflow.
+    if (A && C && (A == C || A == D || B == C || B == D) &&
+        NoLHSWrapProblem && NoRHSWrapProblem) {
+      // Determine Y and Z in the form icmp (X+Y), (X+Z).
+      Value *Y = (A == C || A == D) ? B : A;
+      Value *Z = (C == A || C == B) ? D : C;
+      if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, Y, Z, TD, DT, MaxRecurse-1))
+        return V;
+    }
+  }
+
+  if (LBO && match(LBO, m_URem(m_Value(), m_Specific(RHS)))) {
+    bool KnownNonNegative, KnownNegative;
+    switch (Pred) {
+    default:
+      break;
+    case ICmpInst::ICMP_SGT:
+    case ICmpInst::ICMP_SGE:
+      ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, TD);
+      if (!KnownNonNegative)
+        break;
+      // fall-through
+    case ICmpInst::ICMP_EQ:
+    case ICmpInst::ICMP_UGT:
     case ICmpInst::ICMP_UGE:
-      if (CI->isMinValue(false))                 // A >=u MIN -> TRUE
-        return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
+      return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
+    case ICmpInst::ICMP_SLT:
+    case ICmpInst::ICMP_SLE:
+      ComputeSignBit(LHS, KnownNonNegative, KnownNegative, TD);
+      if (!KnownNonNegative)
+        break;
+      // fall-through
+    case ICmpInst::ICMP_NE:
+    case ICmpInst::ICMP_ULT:
+    case ICmpInst::ICMP_ULE:
+      return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
+    }
+  }
+  if (RBO && match(RBO, m_URem(m_Value(), m_Specific(LHS)))) {
+    bool KnownNonNegative, KnownNegative;
+    switch (Pred) {
+    default:
       break;
+    case ICmpInst::ICMP_SGT:
     case ICmpInst::ICMP_SGE:
-      if (CI->isMinValue(true))                  // A >=s MIN -> TRUE
-        return ConstantInt::getTrue(CI->getContext());
+      ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, TD);
+      if (!KnownNonNegative)
+        break;
+      // fall-through
+    case ICmpInst::ICMP_NE:
+    case ICmpInst::ICMP_UGT:
+    case ICmpInst::ICMP_UGE:
+      return ConstantInt::getTrue(RHS->getContext());
+    case ICmpInst::ICMP_SLT:
+    case ICmpInst::ICMP_SLE:
+      ComputeSignBit(RHS, KnownNonNegative, KnownNegative, TD);
+      if (!KnownNonNegative)
+        break;
+      // fall-through
+    case ICmpInst::ICMP_EQ:
+    case ICmpInst::ICMP_ULT:
+    case ICmpInst::ICMP_ULE:
+      return ConstantInt::getFalse(RHS->getContext());
+    }
+  }
+
+  if (MaxRecurse && LBO && RBO && LBO->getOpcode() == RBO->getOpcode() &&
+      LBO->getOperand(1) == RBO->getOperand(1)) {
+    switch (LBO->getOpcode()) {
+    default: break;
+    case Instruction::UDiv:
+    case Instruction::LShr:
+      if (ICmpInst::isSigned(Pred))
+        break;
+      // fall-through
+    case Instruction::SDiv:
+    case Instruction::AShr:
+      if (!LBO->isExact() && !RBO->isExact())
+        break;
+      if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, LBO->getOperand(0),
+                                      RBO->getOperand(0), TD, DT, MaxRecurse-1))
+        return V;
+      break;
+    case Instruction::Shl: {
+      bool NUW = LBO->hasNoUnsignedWrap() && LBO->hasNoUnsignedWrap();
+      bool NSW = LBO->hasNoSignedWrap() && RBO->hasNoSignedWrap();
+      if (!NUW && !NSW)
+        break;
+      if (!NSW && ICmpInst::isSigned(Pred))
+        break;
+      if (Value *V = SimplifyICmpInst(Pred, LBO->getOperand(0),
+                                      RBO->getOperand(0), TD, DT, MaxRecurse-1))
+        return V;
       break;
     }
+    }
   }
 
   // If the comparison is with the result of a select instruction, check whether
   // comparing with either branch of the select always yields the same value.
-  if (MaxRecurse && (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS)))
-    if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse-1))
+  if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
+    if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse))
       return V;
 
   // If the comparison is with the result of a phi instruction, check whether
   // doing the compare with each incoming phi value yields a common result.
-  if (MaxRecurse && (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS)))
-    if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse-1))
+  if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
+    if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse))
       return V;
 
   return 0;
@@ -592,14 +1961,14 @@ static Value *SimplifyFCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
 
   // If the comparison is with the result of a select instruction, check whether
   // comparing with either branch of the select always yields the same value.
-  if (MaxRecurse && (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS)))
-    if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse-1))
+  if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
+    if (Value *V = ThreadCmpOverSelect(Pred, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse))
       return V;
 
   // If the comparison is with the result of a phi instruction, check whether
   // doing the compare with each incoming phi value yields a common result.
-  if (MaxRecurse && (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS)))
-    if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse-1))
+  if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
+    if (Value *V = ThreadCmpOverPHI(Pred, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse))
       return V;
 
   return 0;
@@ -640,19 +2009,33 @@ Value *llvm::SimplifySelectInst(Value *CondVal, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
 /// fold the result.  If not, this returns null.
 Value *llvm::SimplifyGEPInst(Value *const *Ops, unsigned NumOps,
                              const TargetData *TD, const DominatorTree *) {
+  // The type of the GEP pointer operand.
+  const PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(Ops[0]->getType());
+
   // getelementptr P -> P.
   if (NumOps == 1)
     return Ops[0];
 
-  // TODO.
-  //if (isa<UndefValue>(Ops[0]))
-  //  return UndefValue::get(GEP.getType());
+  if (isa<UndefValue>(Ops[0])) {
+    // Compute the (pointer) type returned by the GEP instruction.
+    const Type *LastType = GetElementPtrInst::getIndexedType(PtrTy, &Ops[1],
+                                                             NumOps-1);
+    const Type *GEPTy = PointerType::get(LastType, PtrTy->getAddressSpace());
+    return UndefValue::get(GEPTy);
+  }
 
-  // getelementptr P, 0 -> P.
-  if (NumOps == 2)
+  if (NumOps == 2) {
+    // getelementptr P, 0 -> P.
     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Ops[1]))
       if (C->isZero())
         return Ops[0];
+    // getelementptr P, N -> P if P points to a type of zero size.
+    if (TD) {
+      const Type *Ty = PtrTy->getElementType();
+      if (Ty->isSized() && TD->getTypeAllocSize(Ty) == 0)
+        return Ops[0];
+    }
+  }
 
   // Check to see if this is constant foldable.
   for (unsigned i = 0; i != NumOps; ++i)
@@ -663,6 +2046,40 @@ Value *llvm::SimplifyGEPInst(Value *const *Ops, unsigned NumOps,
                                         (Constant *const*)Ops+1, NumOps-1);
 }
 
+/// SimplifyPHINode - See if we can fold the given phi.  If not, returns null.
+static Value *SimplifyPHINode(PHINode *PN, const DominatorTree *DT) {
+  // If all of the PHI's incoming values are the same then replace the PHI node
+  // with the common value.
+  Value *CommonValue = 0;
+  bool HasUndefInput = false;
+  for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+    Value *Incoming = PN->getIncomingValue(i);
+    // If the incoming value is the phi node itself, it can safely be skipped.
+    if (Incoming == PN) continue;
+    if (isa<UndefValue>(Incoming)) {
+      // Remember that we saw an undef value, but otherwise ignore them.
+      HasUndefInput = true;
+      continue;
+    }
+    if (CommonValue && Incoming != CommonValue)
+      return 0;  // Not the same, bail out.
+    CommonValue = Incoming;
+  }
+
+  // If CommonValue is null then all of the incoming values were either undef or
+  // equal to the phi node itself.
+  if (!CommonValue)
+    return UndefValue::get(PN->getType());
+
+  // If we have a PHI node like phi(X, undef, X), where X is defined by some
+  // instruction, we cannot return X as the result of the PHI node unless it
+  // dominates the PHI block.
+  if (HasUndefInput)
+    return ValueDominatesPHI(CommonValue, PN, DT) ? CommonValue : 0;
+
+  return CommonValue;
+}
+
 
 //=== Helper functions for higher up the class hierarchy.
 
@@ -672,8 +2089,29 @@ static Value *SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
                             const TargetData *TD, const DominatorTree *DT,
                             unsigned MaxRecurse) {
   switch (Opcode) {
+  case Instruction::Add:
+    return SimplifyAddInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
+                           TD, DT, MaxRecurse);
+  case Instruction::Sub:
+    return SimplifySubInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
+                           TD, DT, MaxRecurse);
+  case Instruction::Mul:  return SimplifyMulInst (LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+  case Instruction::SDiv: return SimplifySDivInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+  case Instruction::UDiv: return SimplifyUDivInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+  case Instruction::FDiv: return SimplifyFDivInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+  case Instruction::SRem: return SimplifySRemInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+  case Instruction::URem: return SimplifyURemInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+  case Instruction::FRem: return SimplifyFRemInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+  case Instruction::Shl:
+    return SimplifyShlInst(LHS, RHS, /*isNSW*/false, /*isNUW*/false,
+                           TD, DT, MaxRecurse);
+  case Instruction::LShr:
+    return SimplifyLShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, TD, DT, MaxRecurse);
+  case Instruction::AShr:
+    return SimplifyAShrInst(LHS, RHS, /*isExact*/false, TD, DT, MaxRecurse);
   case Instruction::And: return SimplifyAndInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
-  case Instruction::Or:  return SimplifyOrInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+  case Instruction::Or:  return SimplifyOrInst (LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
+  case Instruction::Xor: return SimplifyXorInst(LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse);
   default:
     if (Constant *CLHS = dyn_cast<Constant>(LHS))
       if (Constant *CRHS = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
@@ -681,17 +2119,23 @@ static Value *SimplifyBinOp(unsigned Opcode, Value *LHS, Value *RHS,
         return ConstantFoldInstOperands(Opcode, LHS->getType(), COps, 2, TD);
       }
 
+    // If the operation is associative, try some generic simplifications.
+    if (Instruction::isAssociative(Opcode))
+      if (Value *V = SimplifyAssociativeBinOp(Opcode, LHS, RHS, TD, DT,
+                                              MaxRecurse))
+        return V;
+
     // If the operation is with the result of a select instruction, check whether
     // operating on either branch of the select always yields the same value.
-    if (MaxRecurse && (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS)))
+    if (isa<SelectInst>(LHS) || isa<SelectInst>(RHS))
       if (Value *V = ThreadBinOpOverSelect(Opcode, LHS, RHS, TD, DT,
-                                           MaxRecurse-1))
+                                           MaxRecurse))
         return V;
 
     // If the operation is with the result of a phi instruction, check whether
     // operating on all incoming values of the phi always yields the same value.
-    if (MaxRecurse && (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS)))
-      if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse-1))
+    if (isa<PHINode>(LHS) || isa<PHINode>(RHS))
+      if (Value *V = ThreadBinOpOverPHI(Opcode, LHS, RHS, TD, DT, MaxRecurse))
         return V;
 
     return 0;
@@ -722,34 +2166,96 @@ Value *llvm::SimplifyCmpInst(unsigned Predicate, Value *LHS, Value *RHS,
 /// instruction.  If not, this returns null.
 Value *llvm::SimplifyInstruction(Instruction *I, const TargetData *TD,
                                  const DominatorTree *DT) {
+  Value *Result;
+
   switch (I->getOpcode()) {
   default:
-    return ConstantFoldInstruction(I, TD);
+    Result = ConstantFoldInstruction(I, TD);
+    break;
   case Instruction::Add:
-    return SimplifyAddInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
-                           cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
-                           cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
-                           TD, DT);
+    Result = SimplifyAddInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
+                             cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
+                             cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
+                             TD, DT);
+    break;
+  case Instruction::Sub:
+    Result = SimplifySubInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
+                             cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
+                             cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
+                             TD, DT);
+    break;
+  case Instruction::Mul:
+    Result = SimplifyMulInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    break;
+  case Instruction::SDiv:
+    Result = SimplifySDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    break;
+  case Instruction::UDiv:
+    Result = SimplifyUDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    break;
+  case Instruction::FDiv:
+    Result = SimplifyFDivInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    break;
+  case Instruction::SRem:
+    Result = SimplifySRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    break;
+  case Instruction::URem:
+    Result = SimplifyURemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    break;
+  case Instruction::FRem:
+    Result = SimplifyFRemInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    break;
+  case Instruction::Shl:
+    Result = SimplifyShlInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
+                             cast<BinaryOperator>(I)->hasNoSignedWrap(),
+                             cast<BinaryOperator>(I)->hasNoUnsignedWrap(),
+                             TD, DT);
+    break;
+  case Instruction::LShr:
+    Result = SimplifyLShrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
+                              cast<BinaryOperator>(I)->isExact(),
+                              TD, DT);
+    break;
+  case Instruction::AShr:
+    Result = SimplifyAShrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
+                              cast<BinaryOperator>(I)->isExact(),
+                              TD, DT);
+    break;
   case Instruction::And:
-    return SimplifyAndInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    Result = SimplifyAndInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    break;
   case Instruction::Or:
-    return SimplifyOrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    Result = SimplifyOrInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    break;
+  case Instruction::Xor:
+    Result = SimplifyXorInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    break;
   case Instruction::ICmp:
-    return SimplifyICmpInst(cast<ICmpInst>(I)->getPredicate(),
-                            I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    Result = SimplifyICmpInst(cast<ICmpInst>(I)->getPredicate(),
+                              I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    break;
   case Instruction::FCmp:
-    return SimplifyFCmpInst(cast<FCmpInst>(I)->getPredicate(),
-                            I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    Result = SimplifyFCmpInst(cast<FCmpInst>(I)->getPredicate(),
+                              I->getOperand(0), I->getOperand(1), TD, DT);
+    break;
   case Instruction::Select:
-    return SimplifySelectInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
-                              I->getOperand(2), TD, DT);
+    Result = SimplifySelectInst(I->getOperand(0), I->getOperand(1),
+                                I->getOperand(2), TD, DT);
+    break;
   case Instruction::GetElementPtr: {
     SmallVector<Value*, 8> Ops(I->op_begin(), I->op_end());
-    return SimplifyGEPInst(&Ops[0], Ops.size(), TD, DT);
+    Result = SimplifyGEPInst(&Ops[0], Ops.size(), TD, DT);
+    break;
   }
   case Instruction::PHI:
-    return cast<PHINode>(I)->hasConstantValue(DT);
+    Result = SimplifyPHINode(cast<PHINode>(I), DT);
+    break;
   }
+
+  /// If called on unreachable code, the above logic may report that the
+  /// instruction simplified to itself.  Make life easier for users by
+  /// detecting that case here, returning a safe value instead.
+  return Result == I ? UndefValue::get(I->getType()) : Result;
 }
 
 /// ReplaceAndSimplifyAllUses - Perform From->replaceAllUsesWith(To) and then