Use cached subtarget rather than looking it up on the
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / CodeGenPrepare.cpp
index 89351b95e983752008173f0c98f2ab6d12d38099..2e2eabd8f1eaa04ffae3a4e4c562471148c938f6 100644 (file)
@@ -13,7 +13,6 @@
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "codegenprepare"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
@@ -39,6 +38,7 @@
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
+#include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BuildLibCalls.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BypassSlowDivision.h"
@@ -46,6 +46,8 @@
 using namespace llvm;
 using namespace llvm::PatternMatch;
 
+#define DEBUG_TYPE "codegenprepare"
+
 STATISTIC(NumBlocksElim, "Number of blocks eliminated");
 STATISTIC(NumPHIsElim,   "Number of trivial PHIs eliminated");
 STATISTIC(NumGEPsElim,   "Number of GEPs converted to casts");
@@ -60,6 +62,7 @@ STATISTIC(NumExtUses,    "Number of uses of [s|z]ext instructions optimized");
 STATISTIC(NumRetsDup,    "Number of return instructions duplicated");
 STATISTIC(NumDbgValueMoved, "Number of debug value instructions moved");
 STATISTIC(NumSelectsExpanded, "Number of selects turned into branches");
+STATISTIC(NumAndCmpsMoved, "Number of and/cmp's pushed into branches");
 
 static cl::opt<bool> DisableBranchOpts(
   "disable-cgp-branch-opts", cl::Hidden, cl::init(false),
@@ -69,6 +72,14 @@ static cl::opt<bool> DisableSelectToBranch(
   "disable-cgp-select2branch", cl::Hidden, cl::init(false),
   cl::desc("Disable select to branch conversion."));
 
+static cl::opt<bool> AddrSinkUsingGEPs(
+  "addr-sink-using-gep", cl::Hidden, cl::init(false),
+  cl::desc("Address sinking in CGP using GEPs."));
+
+static cl::opt<bool> EnableAndCmpSinking(
+   "enable-andcmp-sinking", cl::Hidden, cl::init(true),
+   cl::desc("Enable sinkinig and/cmp into branches."));
+
 namespace {
 typedef SmallPtrSet<Instruction *, 16> SetOfInstrs;
 typedef DenseMap<Instruction *, Type *> InstrToOrigTy;
@@ -106,8 +117,8 @@ typedef DenseMap<Instruction *, Type *> InstrToOrigTy;
 
   public:
     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
-    explicit CodeGenPrepare(const TargetMachine *TM = 0)
-      : FunctionPass(ID), TM(TM), TLI(0) {
+    explicit CodeGenPrepare(const TargetMachine *TM = nullptr)
+      : FunctionPass(ID), TM(TM), TLI(nullptr) {
         initializeCodeGenPreparePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
       }
     bool runOnFunction(Function &F) override;
@@ -129,47 +140,40 @@ typedef DenseMap<Instruction *, Type *> InstrToOrigTy;
     bool OptimizeMemoryInst(Instruction *I, Value *Addr, Type *AccessTy);
     bool OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS);
     bool OptimizeCallInst(CallInst *CI);
-    bool SinkExtExpand(CastInst *I);
     bool MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I);
     bool OptimizeExtUses(Instruction *I);
     bool OptimizeSelectInst(SelectInst *SI);
     bool OptimizeShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst *SI);
     bool DupRetToEnableTailCallOpts(BasicBlock *BB);
     bool PlaceDbgValues(Function &F);
+    bool sinkAndCmp(Function &F);
   };
 }
 
 char CodeGenPrepare::ID = 0;
-static void *initializeCodeGenPreparePassOnce(PassRegistry &Registry) {
-  initializeTargetLibraryInfoPass(Registry);
-  PassInfo *PI = new PassInfo(
-      "Optimize for code generation", "codegenprepare", &CodeGenPrepare::ID,
-      PassInfo::NormalCtor_t(callDefaultCtor<CodeGenPrepare>), false, false,
-      PassInfo::TargetMachineCtor_t(callTargetMachineCtor<CodeGenPrepare>));
-  Registry.registerPass(*PI, true);
-  return PI;
-}
-
-void llvm::initializeCodeGenPreparePass(PassRegistry &Registry) {
-  CALL_ONCE_INITIALIZATION(initializeCodeGenPreparePassOnce)
-}
+INITIALIZE_TM_PASS(CodeGenPrepare, "codegenprepare",
+                   "Optimize for code generation", false, false)
 
 FunctionPass *llvm::createCodeGenPreparePass(const TargetMachine *TM) {
   return new CodeGenPrepare(TM);
 }
 
 bool CodeGenPrepare::runOnFunction(Function &F) {
+  if (skipOptnoneFunction(F))
+    return false;
+
   bool EverMadeChange = false;
   // Clear per function information.
   InsertedTruncsSet.clear();
   PromotedInsts.clear();
 
   ModifiedDT = false;
-  if (TM) TLI = TM->getTargetLowering();
+  if (TM)
+    TLI = TM->getSubtargetImpl()->getTargetLowering();
   TLInfo = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
   DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
       getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>();
-  DT = DTWP ? &DTWP->getDomTree() : 0;
+  DT = DTWP ? &DTWP->getDomTree() : nullptr;
   OptSize = F.getAttributes().hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
                                            Attribute::OptimizeForSize);
 
@@ -191,6 +195,13 @@ bool CodeGenPrepare::runOnFunction(Function &F) {
   // find a node corresponding to the value.
   EverMadeChange |= PlaceDbgValues(F);
 
+  // If there is a mask, compare against zero, and branch that can be combined
+  // into a single target instruction, push the mask and compare into branch
+  // users. Do this before OptimizeBlock -> OptimizeInst ->
+  // OptimizeCmpExpression, which perturbs the pattern being searched for.
+  if (!DisableBranchOpts)
+    EverMadeChange |= sinkAndCmp(F);
+
   bool MadeChange = true;
   while (MadeChange) {
     MadeChange = false;
@@ -608,6 +619,190 @@ static bool OptimizeCmpExpression(CmpInst *CI) {
   return MadeChange;
 }
 
+/// isExtractBitsCandidateUse - Check if the candidates could
+/// be combined with shift instruction, which includes:
+/// 1. Truncate instruction
+/// 2. And instruction and the imm is a mask of the low bits:
+/// imm & (imm+1) == 0
+static bool isExtractBitsCandidateUse(Instruction *User) {
+  if (!isa<TruncInst>(User)) {
+    if (User->getOpcode() != Instruction::And ||
+        !isa<ConstantInt>(User->getOperand(1)))
+      return false;
+
+    const APInt &Cimm = cast<ConstantInt>(User->getOperand(1))->getValue();
+
+    if ((Cimm & (Cimm + 1)).getBoolValue())
+      return false;
+  }
+  return true;
+}
+
+/// SinkShiftAndTruncate - sink both shift and truncate instruction
+/// to the use of truncate's BB.
+static bool
+SinkShiftAndTruncate(BinaryOperator *ShiftI, Instruction *User, ConstantInt *CI,
+                     DenseMap<BasicBlock *, BinaryOperator *> &InsertedShifts,
+                     const TargetLowering &TLI) {
+  BasicBlock *UserBB = User->getParent();
+  DenseMap<BasicBlock *, CastInst *> InsertedTruncs;
+  TruncInst *TruncI = dyn_cast<TruncInst>(User);
+  bool MadeChange = false;
+
+  for (Value::user_iterator TruncUI = TruncI->user_begin(),
+                            TruncE = TruncI->user_end();
+       TruncUI != TruncE;) {
+
+    Use &TruncTheUse = TruncUI.getUse();
+    Instruction *TruncUser = cast<Instruction>(*TruncUI);
+    // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
+
+    ++TruncUI;
+
+    int ISDOpcode = TLI.InstructionOpcodeToISD(TruncUser->getOpcode());
+    if (!ISDOpcode)
+      continue;
+
+    // If the use is actually a legal node, there will not be an
+    // implicit truncate.
+    // FIXME: always querying the result type is just an
+    // approximation; some nodes' legality is determined by the
+    // operand or other means. There's no good way to find out though.
+    if (TLI.isOperationLegalOrCustom(ISDOpcode,
+                                     EVT::getEVT(TruncUser->getType(), true)))
+      continue;
+
+    // Don't bother for PHI nodes.
+    if (isa<PHINode>(TruncUser))
+      continue;
+
+    BasicBlock *TruncUserBB = TruncUser->getParent();
+
+    if (UserBB == TruncUserBB)
+      continue;
+
+    BinaryOperator *&InsertedShift = InsertedShifts[TruncUserBB];
+    CastInst *&InsertedTrunc = InsertedTruncs[TruncUserBB];
+
+    if (!InsertedShift && !InsertedTrunc) {
+      BasicBlock::iterator InsertPt = TruncUserBB->getFirstInsertionPt();
+      // Sink the shift
+      if (ShiftI->getOpcode() == Instruction::AShr)
+        InsertedShift =
+            BinaryOperator::CreateAShr(ShiftI->getOperand(0), CI, "", InsertPt);
+      else
+        InsertedShift =
+            BinaryOperator::CreateLShr(ShiftI->getOperand(0), CI, "", InsertPt);
+
+      // Sink the trunc
+      BasicBlock::iterator TruncInsertPt = TruncUserBB->getFirstInsertionPt();
+      TruncInsertPt++;
+
+      InsertedTrunc = CastInst::Create(TruncI->getOpcode(), InsertedShift,
+                                       TruncI->getType(), "", TruncInsertPt);
+
+      MadeChange = true;
+
+      TruncTheUse = InsertedTrunc;
+    }
+  }
+  return MadeChange;
+}
+
+/// OptimizeExtractBits - sink the shift *right* instruction into user blocks if
+/// the uses could potentially be combined with this shift instruction and
+/// generate BitExtract instruction. It will only be applied if the architecture
+/// supports BitExtract instruction. Here is an example:
+/// BB1:
+///   %x.extract.shift = lshr i64 %arg1, 32
+/// BB2:
+///   %x.extract.trunc = trunc i64 %x.extract.shift to i16
+/// ==>
+///
+/// BB2:
+///   %x.extract.shift.1 = lshr i64 %arg1, 32
+///   %x.extract.trunc = trunc i64 %x.extract.shift.1 to i16
+///
+/// CodeGen will recoginze the pattern in BB2 and generate BitExtract
+/// instruction.
+/// Return true if any changes are made.
+static bool OptimizeExtractBits(BinaryOperator *ShiftI, ConstantInt *CI,
+                                const TargetLowering &TLI) {
+  BasicBlock *DefBB = ShiftI->getParent();
+
+  /// Only insert instructions in each block once.
+  DenseMap<BasicBlock *, BinaryOperator *> InsertedShifts;
+
+  bool shiftIsLegal = TLI.isTypeLegal(TLI.getValueType(ShiftI->getType()));
+
+  bool MadeChange = false;
+  for (Value::user_iterator UI = ShiftI->user_begin(), E = ShiftI->user_end();
+       UI != E;) {
+    Use &TheUse = UI.getUse();
+    Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
+    // Preincrement use iterator so we don't invalidate it.
+    ++UI;
+
+    // Don't bother for PHI nodes.
+    if (isa<PHINode>(User))
+      continue;
+
+    if (!isExtractBitsCandidateUse(User))
+      continue;
+
+    BasicBlock *UserBB = User->getParent();
+
+    if (UserBB == DefBB) {
+      // If the shift and truncate instruction are in the same BB. The use of
+      // the truncate(TruncUse) may still introduce another truncate if not
+      // legal. In this case, we would like to sink both shift and truncate
+      // instruction to the BB of TruncUse.
+      // for example:
+      // BB1:
+      // i64 shift.result = lshr i64 opnd, imm
+      // trunc.result = trunc shift.result to i16
+      //
+      // BB2:
+      //   ----> We will have an implicit truncate here if the architecture does
+      //   not have i16 compare.
+      // cmp i16 trunc.result, opnd2
+      //
+      if (isa<TruncInst>(User) && shiftIsLegal
+          // If the type of the truncate is legal, no trucate will be
+          // introduced in other basic blocks.
+          && (!TLI.isTypeLegal(TLI.getValueType(User->getType()))))
+        MadeChange =
+            SinkShiftAndTruncate(ShiftI, User, CI, InsertedShifts, TLI);
+
+      continue;
+    }
+    // If we have already inserted a shift into this block, use it.
+    BinaryOperator *&InsertedShift = InsertedShifts[UserBB];
+
+    if (!InsertedShift) {
+      BasicBlock::iterator InsertPt = UserBB->getFirstInsertionPt();
+
+      if (ShiftI->getOpcode() == Instruction::AShr)
+        InsertedShift =
+            BinaryOperator::CreateAShr(ShiftI->getOperand(0), CI, "", InsertPt);
+      else
+        InsertedShift =
+            BinaryOperator::CreateLShr(ShiftI->getOperand(0), CI, "", InsertPt);
+
+      MadeChange = true;
+    }
+
+    // Replace a use of the shift with a use of the new shift.
+    TheUse = InsertedShift;
+  }
+
+  // If we removed all uses, nuke the shift.
+  if (ShiftI->use_empty())
+    ShiftI->eraseFromParent();
+
+  return MadeChange;
+}
+
 namespace {
 class CodeGenPrepareFortifiedLibCalls : public SimplifyFortifiedLibCalls {
 protected:
@@ -656,8 +851,9 @@ bool CodeGenPrepare::OptimizeCallInst(CallInst *CI) {
     // happens.
     WeakVH IterHandle(CurInstIterator);
 
-    replaceAndRecursivelySimplify(CI, RetVal, TLI ? TLI->getDataLayout() : 0,
-                                  TLInfo, ModifiedDT ? 0 : DT);
+    replaceAndRecursivelySimplify(CI, RetVal,
+                                  TLI ? TLI->getDataLayout() : nullptr,
+                                  TLInfo, ModifiedDT ? nullptr : DT);
 
     // If the iterator instruction was recursively deleted, start over at the
     // start of the block.
@@ -678,10 +874,10 @@ bool CodeGenPrepare::OptimizeCallInst(CallInst *CI) {
   }
 
   // From here on out we're working with named functions.
-  if (CI->getCalledFunction() == 0) return false;
+  if (!CI->getCalledFunction()) return false;
 
   // We'll need DataLayout from here on out.
-  const DataLayout *TD = TLI ? TLI->getDataLayout() : 0;
+  const DataLayout *TD = TLI ? TLI->getDataLayout() : nullptr;
   if (!TD) return false;
 
   // Lower all default uses of _chk calls.  This is very similar
@@ -731,8 +927,8 @@ bool CodeGenPrepare::DupRetToEnableTailCallOpts(BasicBlock *BB) {
   if (!RI)
     return false;
 
-  PHINode *PN = 0;
-  BitCastInst *BCI = 0;
+  PHINode *PN = nullptr;
+  BitCastInst *BCI = nullptr;
   Value *V = RI->getReturnValue();
   if (V) {
     BCI = dyn_cast<BitCastInst>(V);
@@ -847,7 +1043,7 @@ namespace {
 struct ExtAddrMode : public TargetLowering::AddrMode {
   Value *BaseReg;
   Value *ScaledReg;
-  ExtAddrMode() : BaseReg(0), ScaledReg(0) {}
+  ExtAddrMode() : BaseReg(nullptr), ScaledReg(nullptr) {}
   void print(raw_ostream &OS) const;
   void dump() const;
 
@@ -875,8 +1071,11 @@ void ExtAddrMode::print(raw_ostream &OS) const {
     NeedPlus = true;
   }
 
-  if (BaseOffs)
-    OS << (NeedPlus ? " + " : "") << BaseOffs, NeedPlus = true;
+  if (BaseOffs) {
+    OS << (NeedPlus ? " + " : "")
+       << BaseOffs;
+    NeedPlus = true;
+  }
 
   if (BaseReg) {
     OS << (NeedPlus ? " + " : "")
@@ -1055,46 +1254,75 @@ class TypePromotionTransaction {
 
   /// \brief Build a truncate instruction.
   class TruncBuilder : public TypePromotionAction {
+    Value *Val;
   public:
     /// \brief Build a truncate instruction of \p Opnd producing a \p Ty
     /// result.
     /// trunc Opnd to Ty.
     TruncBuilder(Instruction *Opnd, Type *Ty) : TypePromotionAction(Opnd) {
       IRBuilder<> Builder(Opnd);
-      Inst = cast<Instruction>(Builder.CreateTrunc(Opnd, Ty, "promoted"));
-      DEBUG(dbgs() << "Do: TruncBuilder: " << *Inst << "\n");
+      Val = Builder.CreateTrunc(Opnd, Ty, "promoted");
+      DEBUG(dbgs() << "Do: TruncBuilder: " << *Val << "\n");
     }
 
-    /// \brief Get the built instruction.
-    Instruction *getBuiltInstruction() { return Inst; }
+    /// \brief Get the built value.
+    Value *getBuiltValue() { return Val; }
 
     /// \brief Remove the built instruction.
     void undo() override {
-      DEBUG(dbgs() << "Undo: TruncBuilder: " << *Inst << "\n");
-      Inst->eraseFromParent();
+      DEBUG(dbgs() << "Undo: TruncBuilder: " << *Val << "\n");
+      if (Instruction *IVal = dyn_cast<Instruction>(Val))
+        IVal->eraseFromParent();
     }
   };
 
   /// \brief Build a sign extension instruction.
   class SExtBuilder : public TypePromotionAction {
+    Value *Val;
   public:
     /// \brief Build a sign extension instruction of \p Opnd producing a \p Ty
     /// result.
     /// sext Opnd to Ty.
     SExtBuilder(Instruction *InsertPt, Value *Opnd, Type *Ty)
-        : TypePromotionAction(Inst) {
+        : TypePromotionAction(InsertPt) {
+      IRBuilder<> Builder(InsertPt);
+      Val = Builder.CreateSExt(Opnd, Ty, "promoted");
+      DEBUG(dbgs() << "Do: SExtBuilder: " << *Val << "\n");
+    }
+
+    /// \brief Get the built value.
+    Value *getBuiltValue() { return Val; }
+
+    /// \brief Remove the built instruction.
+    void undo() override {
+      DEBUG(dbgs() << "Undo: SExtBuilder: " << *Val << "\n");
+      if (Instruction *IVal = dyn_cast<Instruction>(Val))
+        IVal->eraseFromParent();
+    }
+  };
+
+  /// \brief Build a zero extension instruction.
+  class ZExtBuilder : public TypePromotionAction {
+    Value *Val;
+  public:
+    /// \brief Build a zero extension instruction of \p Opnd producing a \p Ty
+    /// result.
+    /// zext Opnd to Ty.
+    ZExtBuilder(Instruction *InsertPt, Value *Opnd, Type *Ty)
+        : TypePromotionAction(InsertPt) {
       IRBuilder<> Builder(InsertPt);
-      Inst = cast<Instruction>(Builder.CreateSExt(Opnd, Ty, "promoted"));
-      DEBUG(dbgs() << "Do: SExtBuilder: " << *Inst << "\n");
+      Val = Builder.CreateZExt(Opnd, Ty, "promoted");
+      DEBUG(dbgs() << "Do: ZExtBuilder: " << *Val << "\n");
     }
 
-    /// \brief Get the built instruction.
-    Instruction *getBuiltInstruction() { return Inst; }
+    /// \brief Get the built value.
+    Value *getBuiltValue() { return Val; }
 
     /// \brief Remove the built instruction.
     void undo() override {
-      DEBUG(dbgs() << "Undo: SExtBuilder: " << *Inst << "\n");
-      Inst->eraseFromParent();
+      DEBUG(dbgs() << "Undo: ZExtBuilder: " << *Val << "\n");
+      if (Instruction *IVal = dyn_cast<Instruction>(Val))
+        IVal->eraseFromParent();
     }
   };
 
@@ -1174,10 +1402,10 @@ class TypePromotionTransaction {
   public:
     /// \brief Remove all reference of \p Inst and optinally replace all its
     /// uses with New.
-    /// \pre If !Inst->use_empty(), then New != NULL
-    InstructionRemover(Instruction *Inst, Value *New = NULL)
+    /// \pre If !Inst->use_empty(), then New != nullptr
+    InstructionRemover(Instruction *Inst, Value *New = nullptr)
         : TypePromotionAction(Inst), Inserter(Inst), Hider(Inst),
-          Replacer(NULL) {
+          Replacer(nullptr) {
       if (New)
         Replacer = new UsesReplacer(Inst, New);
       DEBUG(dbgs() << "Do: InstructionRemover: " << *Inst << "\n");
@@ -1217,97 +1445,98 @@ public:
   /// Same as Instruction::setOperand.
   void setOperand(Instruction *Inst, unsigned Idx, Value *NewVal);
   /// Same as Instruction::eraseFromParent.
-  void eraseInstruction(Instruction *Inst, Value *NewVal = NULL);
+  void eraseInstruction(Instruction *Inst, Value *NewVal = nullptr);
   /// Same as Value::replaceAllUsesWith.
   void replaceAllUsesWith(Instruction *Inst, Value *New);
   /// Same as Value::mutateType.
   void mutateType(Instruction *Inst, Type *NewTy);
   /// Same as IRBuilder::createTrunc.
-  Instruction *createTrunc(Instruction *Opnd, Type *Ty);
+  Value *createTrunc(Instruction *Opnd, Type *Ty);
   /// Same as IRBuilder::createSExt.
-  Instruction *createSExt(Instruction *Inst, Value *Opnd, Type *Ty);
+  Value *createSExt(Instruction *Inst, Value *Opnd, Type *Ty);
+  /// Same as IRBuilder::createZExt.
+  Value *createZExt(Instruction *Inst, Value *Opnd, Type *Ty);
   /// Same as Instruction::moveBefore.
   void moveBefore(Instruction *Inst, Instruction *Before);
   /// @}
 
-  ~TypePromotionTransaction();
-
 private:
   /// The ordered list of actions made so far.
-  SmallVector<TypePromotionAction *, 16> Actions;
-  typedef SmallVectorImpl<TypePromotionAction *>::iterator CommitPt;
+  SmallVector<std::unique_ptr<TypePromotionAction>, 16> Actions;
+  typedef SmallVectorImpl<std::unique_ptr<TypePromotionAction>>::iterator CommitPt;
 };
 
 void TypePromotionTransaction::setOperand(Instruction *Inst, unsigned Idx,
                                           Value *NewVal) {
   Actions.push_back(
-      new TypePromotionTransaction::OperandSetter(Inst, Idx, NewVal));
+      make_unique<TypePromotionTransaction::OperandSetter>(Inst, Idx, NewVal));
 }
 
 void TypePromotionTransaction::eraseInstruction(Instruction *Inst,
                                                 Value *NewVal) {
   Actions.push_back(
-      new TypePromotionTransaction::InstructionRemover(Inst, NewVal));
+      make_unique<TypePromotionTransaction::InstructionRemover>(Inst, NewVal));
 }
 
 void TypePromotionTransaction::replaceAllUsesWith(Instruction *Inst,
                                                   Value *New) {
-  Actions.push_back(new TypePromotionTransaction::UsesReplacer(Inst, New));
+  Actions.push_back(make_unique<TypePromotionTransaction::UsesReplacer>(Inst, New));
 }
 
 void TypePromotionTransaction::mutateType(Instruction *Inst, Type *NewTy) {
-  Actions.push_back(new TypePromotionTransaction::TypeMutator(Inst, NewTy));
+  Actions.push_back(make_unique<TypePromotionTransaction::TypeMutator>(Inst, NewTy));
+}
+
+Value *TypePromotionTransaction::createTrunc(Instruction *Opnd,
+                                             Type *Ty) {
+  std::unique_ptr<TruncBuilder> Ptr(new TruncBuilder(Opnd, Ty));
+  Value *Val = Ptr->getBuiltValue();
+  Actions.push_back(std::move(Ptr));
+  return Val;
 }
 
-Instruction *TypePromotionTransaction::createTrunc(Instruction *Opnd,
-                                                   Type *Ty) {
-  TruncBuilder *TB = new TruncBuilder(Opnd, Ty);
-  Actions.push_back(TB);
-  return TB->getBuiltInstruction();
+Value *TypePromotionTransaction::createSExt(Instruction *Inst,
+                                            Value *Opnd, Type *Ty) {
+  std::unique_ptr<SExtBuilder> Ptr(new SExtBuilder(Inst, Opnd, Ty));
+  Value *Val = Ptr->getBuiltValue();
+  Actions.push_back(std::move(Ptr));
+  return Val;
 }
 
-Instruction *TypePromotionTransaction::createSExt(Instruction *Inst,
-                                                  Value *Opnd, Type *Ty) {
-  SExtBuilder *SB = new SExtBuilder(Inst, Opnd, Ty);
-  Actions.push_back(SB);
-  return SB->getBuiltInstruction();
+Value *TypePromotionTransaction::createZExt(Instruction *Inst,
+                                            Value *Opnd, Type *Ty) {
+  std::unique_ptr<ZExtBuilder> Ptr(new ZExtBuilder(Inst, Opnd, Ty));
+  Value *Val = Ptr->getBuiltValue();
+  Actions.push_back(std::move(Ptr));
+  return Val;
 }
 
 void TypePromotionTransaction::moveBefore(Instruction *Inst,
                                           Instruction *Before) {
   Actions.push_back(
-      new TypePromotionTransaction::InstructionMoveBefore(Inst, Before));
+      make_unique<TypePromotionTransaction::InstructionMoveBefore>(Inst, Before));
 }
 
 TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt
 TypePromotionTransaction::getRestorationPoint() const {
-  return Actions.rbegin() != Actions.rend() ? *Actions.rbegin() : NULL;
+  return !Actions.empty() ? Actions.back().get() : nullptr;
 }
 
 void TypePromotionTransaction::commit() {
   for (CommitPt It = Actions.begin(), EndIt = Actions.end(); It != EndIt;
-       ++It) {
+       ++It)
     (*It)->commit();
-    delete *It;
-  }
   Actions.clear();
 }
 
 void TypePromotionTransaction::rollback(
     TypePromotionTransaction::ConstRestorationPt Point) {
-  while (!Actions.empty() && Point != (*Actions.rbegin())) {
-    TypePromotionAction *Curr = Actions.pop_back_val();
+  while (!Actions.empty() && Point != Actions.back().get()) {
+    std::unique_ptr<TypePromotionAction> Curr = Actions.pop_back_val();
     Curr->undo();
-    delete Curr;
   }
 }
 
-TypePromotionTransaction::~TypePromotionTransaction() {
-  for (CommitPt It = Actions.begin(), EndIt = Actions.end(); It != EndIt; ++It)
-    delete *It;
-  Actions.clear();
-}
-
 /// \brief A helper class for matching addressing modes.
 ///
 /// This encapsulates the logic for matching the target-legal addressing modes.
@@ -1375,7 +1604,7 @@ private:
   bool MatchScaledValue(Value *ScaleReg, int64_t Scale, unsigned Depth);
   bool MatchAddr(Value *V, unsigned Depth);
   bool MatchOperationAddr(User *Operation, unsigned Opcode, unsigned Depth,
-                          bool *MovedAway = NULL);
+                          bool *MovedAway = nullptr);
   bool IsProfitableToFoldIntoAddressingMode(Instruction *I,
                                             ExtAddrMode &AMBefore,
                                             ExtAddrMode &AMAfter);
@@ -1420,7 +1649,7 @@ bool AddressingModeMatcher::MatchScaledValue(Value *ScaleReg, int64_t Scale,
   // Okay, we decided that we can add ScaleReg+Scale to AddrMode.  Check now
   // to see if ScaleReg is actually X+C.  If so, we can turn this into adding
   // X*Scale + C*Scale to addr mode.
-  ConstantInt *CI = 0; Value *AddLHS = 0;
+  ConstantInt *CI = nullptr; Value *AddLHS = nullptr;
   if (isa<Instruction>(ScaleReg) &&  // not a constant expr.
       match(ScaleReg, m_Add(m_Value(AddLHS), m_ConstantInt(CI)))) {
     TestAddrMode.ScaledReg = AddLHS;
@@ -1446,6 +1675,7 @@ bool AddressingModeMatcher::MatchScaledValue(Value *ScaleReg, int64_t Scale,
 static bool MightBeFoldableInst(Instruction *I) {
   switch (I->getOpcode()) {
   case Instruction::BitCast:
+  case Instruction::AddrSpaceCast:
     // Don't touch identity bitcasts.
     if (I->getType() == I->getOperand(0)->getType())
       return false;
@@ -1493,16 +1723,16 @@ class TypePromotionHelper {
   }
 
   /// \brief Utility function to promote the operand of \p SExt when this
-  /// operand is a promotable trunc or sext.
+  /// operand is a promotable trunc or sext or zext.
   /// \p PromotedInsts maps the instructions to their type before promotion.
   /// \p CreatedInsts[out] contains how many non-free instructions have been
   /// created to promote the operand of SExt.
   /// Should never be called directly.
   /// \return The promoted value which is used instead of SExt.
-  static Value *promoteOperandForTruncAndSExt(Instruction *SExt,
-                                              TypePromotionTransaction &TPT,
-                                              InstrToOrigTy &PromotedInsts,
-                                              unsigned &CreatedInsts);
+  static Value *promoteOperandForTruncAndAnyExt(Instruction *SExt,
+                                                TypePromotionTransaction &TPT,
+                                                InstrToOrigTy &PromotedInsts,
+                                                unsigned &CreatedInsts);
 
   /// \brief Utility function to promote the operand of \p SExt when this
   /// operand is promotable and is not a supported trunc or sext.
@@ -1538,8 +1768,8 @@ public:
 bool TypePromotionHelper::canGetThrough(const Instruction *Inst,
                                         Type *ConsideredSExtType,
                                         const InstrToOrigTy &PromotedInsts) {
-  // We can always get through sext.
-  if (isa<SExtInst>(Inst))
+  // We can always get through sext or zext.
+  if (isa<SExtInst>(Inst) || isa<ZExtInst>(Inst))
     return true;
 
   // We can get through binary operator, if it is legal. In other words, the
@@ -1597,50 +1827,63 @@ TypePromotionHelper::Action TypePromotionHelper::getAction(
   // get through.
   // If it, check we can get through.
   if (!SExtOpnd || !canGetThrough(SExtOpnd, SExtTy, PromotedInsts))
-    return NULL;
+    return nullptr;
 
   // Do not promote if the operand has been added by codegenprepare.
   // Otherwise, it means we are undoing an optimization that is likely to be
   // redone, thus causing potential infinite loop.
   if (isa<TruncInst>(SExtOpnd) && InsertedTruncs.count(SExtOpnd))
-    return NULL;
+    return nullptr;
 
   // SExt or Trunc instructions.
   // Return the related handler.
-  if (isa<SExtInst>(SExtOpnd) || isa<TruncInst>(SExtOpnd))
-    return promoteOperandForTruncAndSExt;
+  if (isa<SExtInst>(SExtOpnd) || isa<TruncInst>(SExtOpnd) ||
+      isa<ZExtInst>(SExtOpnd))
+    return promoteOperandForTruncAndAnyExt;
 
   // Regular instruction.
   // Abort early if we will have to insert non-free instructions.
   if (!SExtOpnd->hasOneUse() &&
       !TLI.isTruncateFree(SExtTy, SExtOpnd->getType()))
-    return NULL;
+    return nullptr;
   return promoteOperandForOther;
 }
 
-Value *TypePromotionHelper::promoteOperandForTruncAndSExt(
+Value *TypePromotionHelper::promoteOperandForTruncAndAnyExt(
     llvm::Instruction *SExt, TypePromotionTransaction &TPT,
     InstrToOrigTy &PromotedInsts, unsigned &CreatedInsts) {
   // By construction, the operand of SExt is an instruction. Otherwise we cannot
   // get through it and this method should not be called.
   Instruction *SExtOpnd = cast<Instruction>(SExt->getOperand(0));
-  // Replace sext(trunc(opnd)) or sext(sext(opnd))
-  // => sext(opnd).
-  TPT.setOperand(SExt, 0, SExtOpnd->getOperand(0));
+  Value *ExtVal = SExt;
+  if (isa<ZExtInst>(SExtOpnd)) {
+    // Replace sext(zext(opnd))
+    // => zext(opnd).
+    Value *ZExt =
+        TPT.createZExt(SExt, SExtOpnd->getOperand(0), SExt->getType());
+    TPT.replaceAllUsesWith(SExt, ZExt);
+    TPT.eraseInstruction(SExt);
+    ExtVal = ZExt;
+  } else {
+    // Replace sext(trunc(opnd)) or sext(sext(opnd))
+    // => sext(opnd).
+    TPT.setOperand(SExt, 0, SExtOpnd->getOperand(0));
+  }
   CreatedInsts = 0;
 
   // Remove dead code.
   if (SExtOpnd->use_empty())
     TPT.eraseInstruction(SExtOpnd);
 
-  // Check if the sext is still needed.
-  if (SExt->getType() != SExt->getOperand(0)->getType())
-    return SExt;
+  // Check if the extension is still needed.
+  Instruction *ExtInst = dyn_cast<Instruction>(ExtVal);
+  if (!ExtInst || ExtInst->getType() != ExtInst->getOperand(0)->getType())
+    return ExtVal;
 
-  // At this point we have: sext ty opnd to ty.
-  // Reassign the uses of SExt to the opnd and remove SExt.
-  Value *NextVal = SExt->getOperand(0);
-  TPT.eraseInstruction(SExt, NextVal);
+  // At this point we have: ext ty opnd to ty.
+  // Reassign the uses of ExtInst to the opnd and remove ExtInst.
+  Value *NextVal = ExtInst->getOperand(0);
+  TPT.eraseInstruction(ExtInst, NextVal);
   return NextVal;
 }
 
@@ -1658,10 +1901,12 @@ TypePromotionHelper::promoteOperandForOther(Instruction *SExt,
     // All its uses, but SExt, will need to use a truncated value of the
     // promoted version.
     // Create the truncate now.
-    Instruction *Trunc = TPT.createTrunc(SExt, SExtOpnd->getType());
-    Trunc->removeFromParent();
-    // Insert it just after the definition.
-    Trunc->insertAfter(SExtOpnd);
+    Value *Trunc = TPT.createTrunc(SExt, SExtOpnd->getType());
+    if (Instruction *ITrunc = dyn_cast<Instruction>(Trunc)) {
+      ITrunc->removeFromParent();
+      // Insert it just after the definition.
+      ITrunc->insertAfter(SExtOpnd);
+    }
 
     TPT.replaceAllUsesWith(SExtOpnd, Trunc);
     // Restore the operand of SExt (which has been replace by the previous call
@@ -1715,7 +1960,8 @@ TypePromotionHelper::promoteOperandForOther(Instruction *SExt,
     if (!SExtForOpnd) {
       // If yes, create a new one.
       DEBUG(dbgs() << "More operands to sext\n");
-      SExtForOpnd = TPT.createSExt(SExt, Opnd, SExt->getType());
+      SExtForOpnd =
+        cast<Instruction>(TPT.createSExt(SExt, Opnd, SExt->getType()));
       ++CreatedInsts;
     }
 
@@ -1725,7 +1971,7 @@ TypePromotionHelper::promoteOperandForOther(Instruction *SExt,
     TPT.moveBefore(SExtForOpnd, SExtOpnd);
     TPT.setOperand(SExtOpnd, OpIdx, SExtForOpnd);
     // If more sext are required, new instructions will have to be created.
-    SExtForOpnd = NULL;
+    SExtForOpnd = nullptr;
   }
   if (SExtForOpnd == SExt) {
     DEBUG(dbgs() << "Sign extension is useless now\n");
@@ -1800,6 +2046,7 @@ bool AddressingModeMatcher::MatchOperationAddr(User *AddrInst, unsigned Opcode,
       return MatchAddr(AddrInst->getOperand(0), Depth);
     return false;
   case Instruction::BitCast:
+  case Instruction::AddrSpaceCast:
     // BitCast is always a noop, and we can handle it as long as it is
     // int->int or pointer->pointer (we don't want int<->fp or something).
     if ((AddrInst->getOperand(0)->getType()->isPointerTy() ||
@@ -1848,7 +2095,8 @@ bool AddressingModeMatcher::MatchOperationAddr(User *AddrInst, unsigned Opcode,
   case Instruction::Shl: {
     // Can only handle X*C and X << C.
     ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(AddrInst->getOperand(1));
-    if (!RHS) return false;
+    if (!RHS)
+      return false;
     int64_t Scale = RHS->getSExtValue();
     if (Opcode == Instruction::Shl)
       Scale = 1LL << Scale;
@@ -1942,8 +2190,11 @@ bool AddressingModeMatcher::MatchOperationAddr(User *AddrInst, unsigned Opcode,
     return true;
   }
   case Instruction::SExt: {
+    Instruction *SExt = dyn_cast<Instruction>(AddrInst);
+    if (!SExt)
+      return false;
+
     // Try to move this sext out of the way of the addressing mode.
-    Instruction *SExt = cast<Instruction>(AddrInst);
     // Ask for a method for doing so.
     TypePromotionHelper::Action TPH = TypePromotionHelper::getAction(
         SExt, InsertedTruncs, TLI, PromotedInsts);
@@ -2007,11 +2258,11 @@ bool AddressingModeMatcher::MatchAddr(Value *Addr, unsigned Depth) {
     AddrMode.BaseOffs -= CI->getSExtValue();
   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(Addr)) {
     // If this is a global variable, try to fold it into the addressing mode.
-    if (AddrMode.BaseGV == 0) {
+    if (!AddrMode.BaseGV) {
       AddrMode.BaseGV = GV;
       if (TLI.isLegalAddressingMode(AddrMode, AccessTy))
         return true;
-      AddrMode.BaseGV = 0;
+      AddrMode.BaseGV = nullptr;
     }
   } else if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Addr)) {
     ExtAddrMode BackupAddrMode = AddrMode;
@@ -2056,7 +2307,7 @@ bool AddressingModeMatcher::MatchAddr(Value *Addr, unsigned Depth) {
     if (TLI.isLegalAddressingMode(AddrMode, AccessTy))
       return true;
     AddrMode.HasBaseReg = false;
-    AddrMode.BaseReg = 0;
+    AddrMode.BaseReg = nullptr;
   }
 
   // If the base register is already taken, see if we can do [r+r].
@@ -2066,7 +2317,7 @@ bool AddressingModeMatcher::MatchAddr(Value *Addr, unsigned Depth) {
     if (TLI.isLegalAddressingMode(AddrMode, AccessTy))
       return true;
     AddrMode.Scale = 0;
-    AddrMode.ScaledReg = 0;
+    AddrMode.ScaledReg = nullptr;
   }
   // Couldn't match.
   TPT.rollback(LastKnownGood);
@@ -2101,7 +2352,7 @@ static bool IsOperandAMemoryOperand(CallInst *CI, InlineAsm *IA, Value *OpVal,
 /// Add the ultimately found memory instructions to MemoryUses.
 static bool FindAllMemoryUses(Instruction *I,
                 SmallVectorImpl<std::pair<Instruction*,unsigned> > &MemoryUses,
-                              SmallPtrSet<Instruction*, 16> &ConsideredInsts,
+                              SmallPtrSetImpl<Instruction*> &ConsideredInsts,
                               const TargetLowering &TLI) {
   // If we already considered this instruction, we're done.
   if (!ConsideredInsts.insert(I))
@@ -2151,7 +2402,7 @@ static bool FindAllMemoryUses(Instruction *I,
 bool AddressingModeMatcher::ValueAlreadyLiveAtInst(Value *Val,Value *KnownLive1,
                                                    Value *KnownLive2) {
   // If Val is either of the known-live values, we know it is live!
-  if (Val == 0 || Val == KnownLive1 || Val == KnownLive2)
+  if (Val == nullptr || Val == KnownLive1 || Val == KnownLive2)
     return true;
 
   // All values other than instructions and arguments (e.g. constants) are live.
@@ -2210,13 +2461,13 @@ IsProfitableToFoldIntoAddressingMode(Instruction *I, ExtAddrMode &AMBefore,
   // If the BaseReg or ScaledReg was referenced by the previous addrmode, their
   // lifetime wasn't extended by adding this instruction.
   if (ValueAlreadyLiveAtInst(BaseReg, AMBefore.BaseReg, AMBefore.ScaledReg))
-    BaseReg = 0;
+    BaseReg = nullptr;
   if (ValueAlreadyLiveAtInst(ScaledReg, AMBefore.BaseReg, AMBefore.ScaledReg))
-    ScaledReg = 0;
+    ScaledReg = nullptr;
 
   // If folding this instruction (and it's subexprs) didn't extend any live
   // ranges, we're ok with it.
-  if (BaseReg == 0 && ScaledReg == 0)
+  if (!BaseReg && !ScaledReg)
     return true;
 
   // If all uses of this instruction are ultimately load/store/inlineasm's,
@@ -2305,7 +2556,7 @@ bool CodeGenPrepare::OptimizeMemoryInst(Instruction *MemoryInst, Value *Addr,
   // Use a worklist to iteratively look through PHI nodes, and ensure that
   // the addressing mode obtained from the non-PHI roots of the graph
   // are equivalent.
-  Value *Consensus = 0;
+  Value *Consensus = nullptr;
   unsigned NumUsesConsensus = 0;
   bool IsNumUsesConsensusValid = false;
   SmallVector<Instruction*, 16> AddrModeInsts;
@@ -2319,7 +2570,7 @@ bool CodeGenPrepare::OptimizeMemoryInst(Instruction *MemoryInst, Value *Addr,
 
     // Break use-def graph loops.
     if (!Visited.insert(V)) {
-      Consensus = 0;
+      Consensus = nullptr;
       break;
     }
 
@@ -2365,7 +2616,7 @@ bool CodeGenPrepare::OptimizeMemoryInst(Instruction *MemoryInst, Value *Addr,
       continue;
     }
 
-    Consensus = 0;
+    Consensus = nullptr;
     break;
   }
 
@@ -2405,14 +2656,135 @@ bool CodeGenPrepare::OptimizeMemoryInst(Instruction *MemoryInst, Value *Addr,
   Value *&SunkAddr = SunkAddrs[Addr];
   if (SunkAddr) {
     DEBUG(dbgs() << "CGP: Reusing nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
-                 << *MemoryInst);
+                 << *MemoryInst << "\n");
     if (SunkAddr->getType() != Addr->getType())
       SunkAddr = Builder.CreateBitCast(SunkAddr, Addr->getType());
+  } else if (AddrSinkUsingGEPs || (!AddrSinkUsingGEPs.getNumOccurrences() &&
+               TM && TM->getSubtarget<TargetSubtargetInfo>().useAA())) {
+    // By default, we use the GEP-based method when AA is used later. This
+    // prevents new inttoptr/ptrtoint pairs from degrading AA capabilities.
+    DEBUG(dbgs() << "CGP: SINKING nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
+                 << *MemoryInst << "\n");
+    Type *IntPtrTy = TLI->getDataLayout()->getIntPtrType(Addr->getType());
+    Value *ResultPtr = nullptr, *ResultIndex = nullptr;
+
+    // First, find the pointer.
+    if (AddrMode.BaseReg && AddrMode.BaseReg->getType()->isPointerTy()) {
+      ResultPtr = AddrMode.BaseReg;
+      AddrMode.BaseReg = nullptr;
+    }
+
+    if (AddrMode.Scale && AddrMode.ScaledReg->getType()->isPointerTy()) {
+      // We can't add more than one pointer together, nor can we scale a
+      // pointer (both of which seem meaningless).
+      if (ResultPtr || AddrMode.Scale != 1)
+        return false;
+
+      ResultPtr = AddrMode.ScaledReg;
+      AddrMode.Scale = 0;
+    }
+
+    if (AddrMode.BaseGV) {
+      if (ResultPtr)
+        return false;
+
+      ResultPtr = AddrMode.BaseGV;
+    }
+
+    // If the real base value actually came from an inttoptr, then the matcher
+    // will look through it and provide only the integer value. In that case,
+    // use it here.
+    if (!ResultPtr && AddrMode.BaseReg) {
+      ResultPtr =
+        Builder.CreateIntToPtr(AddrMode.BaseReg, Addr->getType(), "sunkaddr");
+      AddrMode.BaseReg = nullptr;
+    } else if (!ResultPtr && AddrMode.Scale == 1) {
+      ResultPtr =
+        Builder.CreateIntToPtr(AddrMode.ScaledReg, Addr->getType(), "sunkaddr");
+      AddrMode.Scale = 0;
+    }
+
+    if (!ResultPtr &&
+        !AddrMode.BaseReg && !AddrMode.Scale && !AddrMode.BaseOffs) {
+      SunkAddr = Constant::getNullValue(Addr->getType());
+    } else if (!ResultPtr) {
+      return false;
+    } else {
+      Type *I8PtrTy =
+        Builder.getInt8PtrTy(Addr->getType()->getPointerAddressSpace());
+
+      // Start with the base register. Do this first so that subsequent address
+      // matching finds it last, which will prevent it from trying to match it
+      // as the scaled value in case it happens to be a mul. That would be
+      // problematic if we've sunk a different mul for the scale, because then
+      // we'd end up sinking both muls.
+      if (AddrMode.BaseReg) {
+        Value *V = AddrMode.BaseReg;
+        if (V->getType() != IntPtrTy)
+          V = Builder.CreateIntCast(V, IntPtrTy, /*isSigned=*/true, "sunkaddr");
+
+        ResultIndex = V;
+      }
+
+      // Add the scale value.
+      if (AddrMode.Scale) {
+        Value *V = AddrMode.ScaledReg;
+        if (V->getType() == IntPtrTy) {
+          // done.
+        } else if (cast<IntegerType>(IntPtrTy)->getBitWidth() <
+                   cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth()) {
+          V = Builder.CreateTrunc(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
+        } else {
+          // It is only safe to sign extend the BaseReg if we know that the math
+          // required to create it did not overflow before we extend it. Since
+          // the original IR value was tossed in favor of a constant back when
+          // the AddrMode was created we need to bail out gracefully if widths
+          // do not match instead of extending it.
+          Instruction *I = dyn_cast_or_null<Instruction>(ResultIndex);
+          if (I && (ResultIndex != AddrMode.BaseReg))
+            I->eraseFromParent();
+          return false;
+        }
+
+        if (AddrMode.Scale != 1)
+          V = Builder.CreateMul(V, ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.Scale),
+                                "sunkaddr");
+        if (ResultIndex)
+          ResultIndex = Builder.CreateAdd(ResultIndex, V, "sunkaddr");
+        else
+          ResultIndex = V;
+      }
+
+      // Add in the Base Offset if present.
+      if (AddrMode.BaseOffs) {
+        Value *V = ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.BaseOffs);
+        if (ResultIndex) {
+         // We need to add this separately from the scale above to help with
+         // SDAG consecutive load/store merging.
+          if (ResultPtr->getType() != I8PtrTy)
+            ResultPtr = Builder.CreateBitCast(ResultPtr, I8PtrTy);
+          ResultPtr = Builder.CreateGEP(ResultPtr, ResultIndex, "sunkaddr");
+        }
+
+        ResultIndex = V;
+      }
+
+      if (!ResultIndex) {
+        SunkAddr = ResultPtr;
+      } else {
+        if (ResultPtr->getType() != I8PtrTy)
+          ResultPtr = Builder.CreateBitCast(ResultPtr, I8PtrTy);
+        SunkAddr = Builder.CreateGEP(ResultPtr, ResultIndex, "sunkaddr");
+      }
+
+      if (SunkAddr->getType() != Addr->getType())
+        SunkAddr = Builder.CreateBitCast(SunkAddr, Addr->getType());
+    }
   } else {
     DEBUG(dbgs() << "CGP: SINKING nonlocal addrmode: " << AddrMode << " for "
-                 << *MemoryInst);
+                 << *MemoryInst << "\n");
     Type *IntPtrTy = TLI->getDataLayout()->getIntPtrType(Addr->getType());
-    Value *Result = 0;
+    Value *Result = nullptr;
 
     // Start with the base register. Do this first so that subsequent address
     // matching finds it last, which will prevent it from trying to match it
@@ -2439,7 +2811,15 @@ bool CodeGenPrepare::OptimizeMemoryInst(Instruction *MemoryInst, Value *Addr,
                  cast<IntegerType>(V->getType())->getBitWidth()) {
         V = Builder.CreateTrunc(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
       } else {
-        V = Builder.CreateSExt(V, IntPtrTy, "sunkaddr");
+        // It is only safe to sign extend the BaseReg if we know that the math
+        // required to create it did not overflow before we extend it. Since
+        // the original IR value was tossed in favor of a constant back when
+        // the AddrMode was created we need to bail out gracefully if widths
+        // do not match instead of extending it.
+        Instruction *I = dyn_cast_or_null<Instruction>(Result);
+        if (I && (Result != AddrMode.BaseReg))
+          I->eraseFromParent();
+        return false;
       }
       if (AddrMode.Scale != 1)
         V = Builder.CreateMul(V, ConstantInt::get(IntPtrTy, AddrMode.Scale),
@@ -2468,7 +2848,7 @@ bool CodeGenPrepare::OptimizeMemoryInst(Instruction *MemoryInst, Value *Addr,
         Result = V;
     }
 
-    if (Result == 0)
+    if (!Result)
       SunkAddr = Constant::getNullValue(Addr->getType());
     else
       SunkAddr = Builder.CreateIntToPtr(Result, Addr->getType(), "sunkaddr");
@@ -2523,16 +2903,6 @@ bool CodeGenPrepare::OptimizeInlineAsmInst(CallInst *CS) {
   return MadeChange;
 }
 
-/// SinkExtExpand - Sink a zext or sext into its user blocks if the target type
-/// doesn't fit in one register
-bool CodeGenPrepare::SinkExtExpand(CastInst *CI) {
-  if (TLI &&
-      TLI->getTypeAction(CI->getContext(), TLI->getValueType(CI->getType())) ==
-          TargetLowering::TypeExpandInteger)
-    return SinkCast(CI);
-  return false;
-}
-
 /// MoveExtToFormExtLoad - Move a zext or sext fed by a load into the same
 /// basic block as the load, unless conditions are unfavorable. This allows
 /// SelectionDAG to fold the extend into the load.
@@ -2546,12 +2916,6 @@ bool CodeGenPrepare::MoveExtToFormExtLoad(Instruction *I) {
   if (LI->getParent() == I->getParent())
     return false;
 
-  // Do not undo the optimization in SinkExtExpand
-  if (TLI &&
-      TLI->getTypeAction(I->getContext(), TLI->getValueType(I->getType())) ==
-          TargetLowering::TypeExpandInteger)
-    return false;
-
   // If the load has other users and the truncate is not free, this probably
   // isn't worthwhile.
   if (!LI->hasOneUse() &&
@@ -2809,7 +3173,7 @@ bool CodeGenPrepare::OptimizeInst(Instruction *I) {
     // It is possible for very late stage optimizations (such as SimplifyCFG)
     // to introduce PHI nodes too late to be cleaned up.  If we detect such a
     // trivial PHI, go ahead and zap it here.
-    if (Value *V = SimplifyInstruction(P, TLI ? TLI->getDataLayout() : 0,
+    if (Value *V = SimplifyInstruction(P, TLI ? TLI->getDataLayout() : nullptr,
                                        TLInfo, DT)) {
       P->replaceAllUsesWith(V);
       P->eraseFromParent();
@@ -2833,10 +3197,16 @@ bool CodeGenPrepare::OptimizeInst(Instruction *I) {
       return true;
 
     if (isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) {
-      if (SinkExtExpand(CI))
-        return true;
-      bool MadeChange = MoveExtToFormExtLoad(I);
-      return MadeChange | OptimizeExtUses(I);
+      /// Sink a zext or sext into its user blocks if the target type doesn't
+      /// fit in one register
+      if (TLI && TLI->getTypeAction(CI->getContext(),
+                                    TLI->getValueType(CI->getType())) ==
+                     TargetLowering::TypeExpandInteger) {
+        return SinkCast(CI);
+      } else {
+        bool MadeChange = MoveExtToFormExtLoad(I);
+        return MadeChange | OptimizeExtUses(I);
+      }
     }
     return false;
   }
@@ -2858,6 +3228,17 @@ bool CodeGenPrepare::OptimizeInst(Instruction *I) {
     return false;
   }
 
+  BinaryOperator *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(I);
+
+  if (BinOp && (BinOp->getOpcode() == Instruction::AShr ||
+                BinOp->getOpcode() == Instruction::LShr)) {
+    ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BinOp->getOperand(1));
+    if (TLI && CI && TLI->hasExtractBitsInsn())
+      return OptimizeExtractBits(BinOp, CI, *TLI);
+
+    return false;
+  }
+
   if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
     if (GEPI->hasAllZeroIndices()) {
       /// The GEP operand must be a pointer, so must its result -> BitCast
@@ -2906,11 +3287,16 @@ bool CodeGenPrepare::OptimizeBlock(BasicBlock &BB) {
 bool CodeGenPrepare::PlaceDbgValues(Function &F) {
   bool MadeChange = false;
   for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ++I) {
-    Instruction *PrevNonDbgInst = NULL;
+    Instruction *PrevNonDbgInst = nullptr;
     for (BasicBlock::iterator BI = I->begin(), BE = I->end(); BI != BE;) {
       Instruction *Insn = BI; ++BI;
       DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(Insn);
-      if (!DVI) {
+      // Leave dbg.values that refer to an alloca alone. These
+      // instrinsics describe the address of a variable (= the alloca)
+      // being taken.  They should not be moved next to the alloca
+      // (and to the beginning of the scope), but rather stay close to
+      // where said address is used.
+      if (!DVI || (DVI->getValue() && isa<AllocaInst>(DVI->getValue()))) {
         PrevNonDbgInst = Insn;
         continue;
       }
@@ -2930,3 +3316,70 @@ bool CodeGenPrepare::PlaceDbgValues(Function &F) {
   }
   return MadeChange;
 }
+
+// If there is a sequence that branches based on comparing a single bit
+// against zero that can be combined into a single instruction, and the
+// target supports folding these into a single instruction, sink the
+// mask and compare into the branch uses. Do this before OptimizeBlock ->
+// OptimizeInst -> OptimizeCmpExpression, which perturbs the pattern being
+// searched for.
+bool CodeGenPrepare::sinkAndCmp(Function &F) {
+  if (!EnableAndCmpSinking)
+    return false;
+  if (!TLI || !TLI->isMaskAndBranchFoldingLegal())
+    return false;
+  bool MadeChange = false;
+  for (Function::iterator I = F.begin(), E = F.end(); I != E; ) {
+    BasicBlock *BB = I++;
+
+    // Does this BB end with the following?
+    //   %andVal = and %val, #single-bit-set
+    //   %icmpVal = icmp %andResult, 0
+    //   br i1 %cmpVal label %dest1, label %dest2"
+    BranchInst *Brcc = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
+    if (!Brcc || !Brcc->isConditional())
+      continue;
+    ICmpInst *Cmp = dyn_cast<ICmpInst>(Brcc->getOperand(0));
+    if (!Cmp || Cmp->getParent() != BB)
+      continue;
+    ConstantInt *Zero = dyn_cast<ConstantInt>(Cmp->getOperand(1));
+    if (!Zero || !Zero->isZero())
+      continue;
+    Instruction *And = dyn_cast<Instruction>(Cmp->getOperand(0));
+    if (!And || And->getOpcode() != Instruction::And || And->getParent() != BB)
+      continue;
+    ConstantInt* Mask = dyn_cast<ConstantInt>(And->getOperand(1));
+    if (!Mask || !Mask->getUniqueInteger().isPowerOf2())
+      continue;
+    DEBUG(dbgs() << "found and; icmp ?,0; brcc\n"); DEBUG(BB->dump());
+
+    // Push the "and; icmp" for any users that are conditional branches.
+    // Since there can only be one branch use per BB, we don't need to keep
+    // track of which BBs we insert into.
+    for (Value::use_iterator UI = Cmp->use_begin(), E = Cmp->use_end();
+         UI != E; ) {
+      Use &TheUse = *UI;
+      // Find brcc use.
+      BranchInst *BrccUser = dyn_cast<BranchInst>(*UI);
+      ++UI;
+      if (!BrccUser || !BrccUser->isConditional())
+        continue;
+      BasicBlock *UserBB = BrccUser->getParent();
+      if (UserBB == BB) continue;
+      DEBUG(dbgs() << "found Brcc use\n");
+
+      // Sink the "and; icmp" to use.
+      MadeChange = true;
+      BinaryOperator *NewAnd =
+        BinaryOperator::CreateAnd(And->getOperand(0), And->getOperand(1), "",
+                                  BrccUser);
+      CmpInst *NewCmp =
+        CmpInst::Create(Cmp->getOpcode(), Cmp->getPredicate(), NewAnd, Zero,
+                        "", BrccUser);
+      TheUse = NewCmp;
+      ++NumAndCmpsMoved;
+      DEBUG(BrccUser->getParent()->dump());
+    }
+  }
+  return MadeChange;
+}