Rename many DataLayout variables from TD to DL.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / InstCombine / InstCombineMulDivRem.cpp
index 249407818fd2410b5678631f4c2a45fd942cbbb1..bd4b6c32702334d361210b0d720ebaf99ded2624 100644 (file)
@@ -95,11 +95,30 @@ static bool MultiplyOverflows(ConstantInt *C1, ConstantInt *C2, bool sign) {
   return MulExt.slt(Min) || MulExt.sgt(Max);
 }
 
+/// \brief A helper routine of InstCombiner::visitMul().
+///
+/// If C is a vector of known powers of 2, then this function returns
+/// a new vector obtained from C replacing each element with its logBase2.
+/// Return a null pointer otherwise.
+static Constant *getLogBase2Vector(ConstantDataVector *CV) {
+  const APInt *IVal;
+  SmallVector<Constant *, 4> Elts;
+
+  for (unsigned I = 0, E = CV->getNumElements(); I != E; ++I) {
+    Constant *Elt = CV->getElementAsConstant(I);
+    if (!match(Elt, m_APInt(IVal)) || !IVal->isPowerOf2())
+      return 0;
+    Elts.push_back(ConstantInt::get(Elt->getType(), IVal->logBase2()));
+  }
+
+  return ConstantVector::get(Elts);
+}
+
 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
   bool Changed = SimplifyAssociativeOrCommutative(I);
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
-  if (Value *V = SimplifyMulInst(Op0, Op1, TD))
+  if (Value *V = SimplifyMulInst(Op0, Op1, DL))
     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 
   if (Value *V = SimplifyUsingDistributiveLaws(I))
@@ -108,33 +127,37 @@ Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
   if (match(Op1, m_AllOnes()))  // X * -1 == 0 - X
     return BinaryOperator::CreateNeg(Op0, I.getName());
 
-  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
-
-    // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
-    if (BinaryOperator *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
-      if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl)
-        if (Constant *ShOp = dyn_cast<Constant>(SI->getOperand(1)))
-          return BinaryOperator::CreateMul(SI->getOperand(0),
-                                           ConstantExpr::getShl(CI, ShOp));
-
-    const APInt &Val = CI->getValue();
-    if (Val.isPowerOf2()) {          // Replace X*(2^C) with X << C
-      Constant *NewCst = ConstantInt::get(Op0->getType(), Val.logBase2());
-      BinaryOperator *Shl = BinaryOperator::CreateShl(Op0, NewCst);
-      if (I.hasNoSignedWrap()) Shl->setHasNoSignedWrap();
-      if (I.hasNoUnsignedWrap()) Shl->setHasNoUnsignedWrap();
-      return Shl;
-    }
-
-    // Canonicalize (X+C1)*CI -> X*CI+C1*CI.
-    { Value *X; ConstantInt *C1;
-      if (Op0->hasOneUse() &&
-          match(Op0, m_Add(m_Value(X), m_ConstantInt(C1)))) {
-        Value *Add = Builder->CreateMul(X, CI);
-        return BinaryOperator::CreateAdd(Add, Builder->CreateMul(C1, CI));
+  // Also allow combining multiply instructions on vectors.
+  {
+    Value *NewOp;
+    Constant *C1, *C2;
+    const APInt *IVal;
+    if (match(&I, m_Mul(m_Shl(m_Value(NewOp), m_Constant(C2)),
+                        m_Constant(C1))) &&
+        match(C1, m_APInt(IVal)))
+      // ((X << C1)*C2) == (X * (C2 << C1))
+      return BinaryOperator::CreateMul(NewOp, ConstantExpr::getShl(C1, C2));
+
+    if (match(&I, m_Mul(m_Value(NewOp), m_Constant(C1)))) {
+      Constant *NewCst = 0;
+      if (match(C1, m_APInt(IVal)) && IVal->isPowerOf2())
+        // Replace X*(2^C) with X << C, where C is either a scalar or a splat.
+        NewCst = ConstantInt::get(NewOp->getType(), IVal->logBase2());
+      else if (ConstantDataVector *CV = dyn_cast<ConstantDataVector>(C1))
+        // Replace X*(2^C) with X << C, where C is a vector of known
+        // constant powers of 2.
+        NewCst = getLogBase2Vector(CV);
+
+      if (NewCst) {
+        BinaryOperator *Shl = BinaryOperator::CreateShl(NewOp, NewCst);
+        if (I.hasNoSignedWrap()) Shl->setHasNoSignedWrap();
+        if (I.hasNoUnsignedWrap()) Shl->setHasNoUnsignedWrap();
+        return Shl;
       }
     }
+  }
 
+  if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
     // (Y - X) * (-(2**n)) -> (X - Y) * (2**n), for positive nonzero n
     // (Y + const) * (-(2**n)) -> (-constY) * (2**n), for positive nonzero n
     // The "* (2**n)" thus becomes a potential shifting opportunity.
@@ -169,6 +192,16 @@ Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
     if (isa<PHINode>(Op0))
       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
         return NV;
+
+    // Canonicalize (X+C1)*CI -> X*CI+C1*CI.
+    {
+      Value *X;
+      Constant *C1;
+      if (match(Op0, m_OneUse(m_Add(m_Value(X), m_Constant(C1))))) {
+        Value *Add = Builder->CreateMul(X, Op1);
+        return BinaryOperator::CreateAdd(Add, Builder->CreateMul(C1, Op1));
+      }
+    }
   }
 
   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
@@ -215,7 +248,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
   }
 
   /// i1 mul -> i1 and.
-  if (I.getType()->isIntegerTy(1))
+  if (I.getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1))
     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Op1);
 
   // X*(1 << Y) --> X << Y
@@ -281,16 +314,41 @@ static void detectLog2OfHalf(Value *&Op, Value *&Y, IntrinsicInst *&Log2) {
    if (I->getOpcode() != Instruction::FMul || !I->hasUnsafeAlgebra())
      return;
 
-   ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(0));
-   if (CFP && CFP->isExactlyValue(0.5)) {
+   if (match(I->getOperand(0), m_SpecificFP(0.5)))
      Y = I->getOperand(1);
-     return;
-   }
-   CFP = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(1));
-   if (CFP && CFP->isExactlyValue(0.5))
+   else if (match(I->getOperand(1), m_SpecificFP(0.5)))
      Y = I->getOperand(0);
 }
 
+static bool isFiniteNonZeroFp(Constant *C) {
+  if (C->getType()->isVectorTy()) {
+    for (unsigned I = 0, E = C->getType()->getVectorNumElements(); I != E;
+         ++I) {
+      ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C->getAggregateElement(I));
+      if (!CFP || !CFP->getValueAPF().isFiniteNonZero())
+        return false;
+    }
+    return true;
+  }
+
+  return isa<ConstantFP>(C) &&
+         cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().isFiniteNonZero();
+}
+
+static bool isNormalFp(Constant *C) {
+  if (C->getType()->isVectorTy()) {
+    for (unsigned I = 0, E = C->getType()->getVectorNumElements(); I != E;
+         ++I) {
+      ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C->getAggregateElement(I));
+      if (!CFP || !CFP->getValueAPF().isNormal())
+        return false;
+    }
+    return true;
+  }
+
+  return isa<ConstantFP>(C) && cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF().isNormal();
+}
+
 /// Helper function of InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator(). It returns
 /// true iff the given value is FMul or FDiv with one and only one operand
 /// being a normal constant (i.e. not Zero/NaN/Infinity).
@@ -300,19 +358,13 @@ static bool isFMulOrFDivWithConstant(Value *V) {
              I->getOpcode() != Instruction::FDiv))
     return false;
 
-  ConstantFP *C0 = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(0));
-  ConstantFP *C1 = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(1));
+  Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(I->getOperand(0));
+  Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(I->getOperand(1));
 
   if (C0 && C1)
     return false;
 
-  return (C0 && C0->getValueAPF().isNormal()) ||
-         (C1 && C1->getValueAPF().isNormal());
-}
-
-static bool isNormalFp(const ConstantFP *C) {
-  const APFloat &Flt = C->getValueAPF();
-  return Flt.isNormal() && !Flt.isDenormal();
+  return (C0 && isFiniteNonZeroFp(C0)) || (C1 && isFiniteNonZeroFp(C1));
 }
 
 /// foldFMulConst() is a helper routine of InstCombiner::visitFMul().
@@ -322,38 +374,41 @@ static bool isNormalFp(const ConstantFP *C) {
 /// resulting expression. Note that this function could return NULL in
 /// case the constants cannot be folded into a normal floating-point.
 ///
-Value *InstCombiner::foldFMulConst(Instruction *FMulOrDiv, ConstantFP *C,
+Value *InstCombiner::foldFMulConst(Instruction *FMulOrDiv, Constant *C,
                                    Instruction *InsertBefore) {
   assert(isFMulOrFDivWithConstant(FMulOrDiv) && "V is invalid");
 
   Value *Opnd0 = FMulOrDiv->getOperand(0);
   Value *Opnd1 = FMulOrDiv->getOperand(1);
 
-  ConstantFP *C0 = dyn_cast<ConstantFP>(Opnd0);
-  ConstantFP *C1 = dyn_cast<ConstantFP>(Opnd1);
+  Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Opnd0);
+  Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Opnd1);
 
   BinaryOperator *R = 0;
 
   // (X * C0) * C => X * (C0*C)
   if (FMulOrDiv->getOpcode() == Instruction::FMul) {
     Constant *F = ConstantExpr::getFMul(C1 ? C1 : C0, C);
-    if (isNormalFp(cast<ConstantFP>(F)))
+    if (isNormalFp(F))
       R = BinaryOperator::CreateFMul(C1 ? Opnd0 : Opnd1, F);
   } else {
     if (C0) {
       // (C0 / X) * C => (C0 * C) / X
-      ConstantFP *F = cast<ConstantFP>(ConstantExpr::getFMul(C0, C));
-      if (isNormalFp(F))
-        R = BinaryOperator::CreateFDiv(F, Opnd1);
+      if (FMulOrDiv->hasOneUse()) {
+        // It would otherwise introduce another div.
+        Constant *F = ConstantExpr::getFMul(C0, C);
+        if (isNormalFp(F))
+          R = BinaryOperator::CreateFDiv(F, Opnd1);
+      }
     } else {
       // (X / C1) * C => X * (C/C1) if C/C1 is not a denormal
-      ConstantFP *F = cast<ConstantFP>(ConstantExpr::getFDiv(C, C1));
+      Constant *F = ConstantExpr::getFDiv(C, C1);
       if (isNormalFp(F)) {
         R = BinaryOperator::CreateFMul(Opnd0, F);
       } else {
         // (X / C1) * C => X / (C1/C)
         Constant *F = ConstantExpr::getFDiv(C1, C);
-        if (isNormalFp(cast<ConstantFP>(F)))
+        if (isNormalFp(F))
           R = BinaryOperator::CreateFDiv(Opnd0, F);
       }
     }
@@ -374,7 +429,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
   if (isa<Constant>(Op0))
     std::swap(Op0, Op1);
 
-  if (Value *V = SimplifyFMulInst(Op0, Op1, I.getFastMathFlags(), TD))
+  if (Value *V = SimplifyFMulInst(Op0, Op1, I.getFastMathFlags(), DL))
     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 
   bool AllowReassociate = I.hasUnsafeAlgebra();
@@ -390,17 +445,23 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
       if (Instruction *NV = FoldOpIntoPhi(I))
         return NV;
 
-    ConstantFP *C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1);
-    if (C && AllowReassociate && C->getValueAPF().isNormal()) {
+    // (fmul X, -1.0) --> (fsub -0.0, X)
+    if (match(Op1, m_SpecificFP(-1.0))) {
+      Constant *NegZero = ConstantFP::getNegativeZero(Op1->getType());
+      Instruction *RI = BinaryOperator::CreateFSub(NegZero, Op0);
+      RI->copyFastMathFlags(&I);
+      return RI;
+    }
+
+    Constant *C = cast<Constant>(Op1);
+    if (AllowReassociate && isFiniteNonZeroFp(C)) {
       // Let MDC denote an expression in one of these forms:
       // X * C, C/X, X/C, where C is a constant.
       //
       // Try to simplify "MDC * Constant"
-      if (isFMulOrFDivWithConstant(Op0)) {
-        Value *V = foldFMulConst(cast<Instruction>(Op0), C, &I);
-        if (V)
+      if (isFMulOrFDivWithConstant(Op0))
+        if (Value *V = foldFMulConst(cast<Instruction>(Op0), C, &I))
           return ReplaceInstUsesWith(I, V);
-      }
 
       // (MDC +/- C1) * C => (MDC * C) +/- (C1 * C)
       Instruction *FAddSub = dyn_cast<Instruction>(Op0);
@@ -409,8 +470,8 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
            FAddSub->getOpcode() == Instruction::FSub)) {
         Value *Opnd0 = FAddSub->getOperand(0);
         Value *Opnd1 = FAddSub->getOperand(1);
-        ConstantFP *C0 = dyn_cast<ConstantFP>(Opnd0);
-        ConstantFP *C1 = dyn_cast<ConstantFP>(Opnd1);
+        Constant *C0 = dyn_cast<Constant>(Opnd0);
+        Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(Opnd1);
         bool Swap = false;
         if (C0) {
           std::swap(C0, C1);
@@ -418,20 +479,18 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
           Swap = true;
         }
 
-        if (C1 && C1->getValueAPF().isNormal() &&
-            isFMulOrFDivWithConstant(Opnd0)) {
+        if (C1 && isFiniteNonZeroFp(C1) && isFMulOrFDivWithConstant(Opnd0)) {
           Value *M1 = ConstantExpr::getFMul(C1, C);
-          Value *M0 = isNormalFp(cast<ConstantFP>(M1)) ?
+          Value *M0 = isNormalFp(cast<Constant>(M1)) ?
                       foldFMulConst(cast<Instruction>(Opnd0), C, &I) :
                       0;
           if (M0 && M1) {
             if (Swap && FAddSub->getOpcode() == Instruction::FSub)
               std::swap(M0, M1);
 
-            Value *R = (FAddSub->getOpcode() == Instruction::FAdd) ?
-                        BinaryOperator::CreateFAdd(M0, M1) :
-                        BinaryOperator::CreateFSub(M0, M1);
-            Instruction *RI = cast<Instruction>(R);
+            Instruction *RI = (FAddSub->getOpcode() == Instruction::FAdd)
+                                  ? BinaryOperator::CreateFAdd(M0, M1)
+                                  : BinaryOperator::CreateFSub(M0, M1);
             RI->copyFastMathFlags(&I);
             return RI;
           }
@@ -458,13 +517,13 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
     }
     // if pattern detected emit alternate sequence
     if (OpX && OpY) {
+      BuilderTy::FastMathFlagGuard Guard(*Builder);
+      Builder->SetFastMathFlags(Log2->getFastMathFlags());
       Log2->setArgOperand(0, OpY);
       Value *FMulVal = Builder->CreateFMul(OpX, Log2);
-      Instruction *FMul = cast<Instruction>(FMulVal);
-      FMul->copyFastMathFlags(Log2);
-      Instruction *FSub = BinaryOperator::CreateFSub(FMulVal, OpX);
-      FSub->copyFastMathFlags(Log2);
-      return FSub;
+      Value *FSub = Builder->CreateFSub(FMulVal, OpX);
+      FSub->takeName(&I);
+      return ReplaceInstUsesWith(I, FSub);
     }
   }
 
@@ -474,23 +533,25 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
   for (int i = 0; i < 2; i++) {
     bool IgnoreZeroSign = I.hasNoSignedZeros();
     if (BinaryOperator::isFNeg(Opnd0, IgnoreZeroSign)) {
+      BuilderTy::FastMathFlagGuard Guard(*Builder);
+      Builder->SetFastMathFlags(I.getFastMathFlags());
+
       Value *N0 = dyn_castFNegVal(Opnd0, IgnoreZeroSign);
       Value *N1 = dyn_castFNegVal(Opnd1, IgnoreZeroSign);
 
       // -X * -Y => X*Y
-      if (N1)
-        return BinaryOperator::CreateFMul(N0, N1);
+      if (N1) {
+        Value *FMul = Builder->CreateFMul(N0, N1);
+        FMul->takeName(&I);
+        return ReplaceInstUsesWith(I, FMul);
+      }
 
       if (Opnd0->hasOneUse()) {
         // -X * Y => -(X*Y) (Promote negation as high as possible)
         Value *T = Builder->CreateFMul(N0, Opnd1);
-        cast<Instruction>(T)->setDebugLoc(I.getDebugLoc());
-        Instruction *Neg = BinaryOperator::CreateFNeg(T);
-        if (I.getFastMathFlags().any()) {
-          cast<Instruction>(T)->copyFastMathFlags(&I);
-          Neg->copyFastMathFlags(&I);
-        }
-        return Neg;
+        Value *Neg = Builder->CreateFNeg(T);
+        Neg->takeName(&I);
+        return ReplaceInstUsesWith(I, Neg);
       }
     }
 
@@ -513,13 +574,13 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
           Y = Opnd0_0;
 
         if (Y) {
-          Instruction *T = cast<Instruction>(Builder->CreateFMul(Opnd1, Opnd1));
-          T->copyFastMathFlags(&I);
-          T->setDebugLoc(I.getDebugLoc());
+          BuilderTy::FastMathFlagGuard Guard(*Builder);
+          Builder->SetFastMathFlags(I.getFastMathFlags());
+          Value *T = Builder->CreateFMul(Opnd1, Opnd1);
 
-          Instruction *R = BinaryOperator::CreateFMul(T, Y);
-          R->copyFastMathFlags(&I);
-          return R;
+          Value *R = Builder->CreateFMul(T, Y);
+          R->takeName(&I);
+          return ReplaceInstUsesWith(I, R);
         }
       }
     }
@@ -528,10 +589,11 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
     if (I.hasNoNaNs() && I.hasNoInfs() && I.hasNoSignedZeros()) {
       Value *LHS = Op0, *RHS = Op1;
       Value *B, *C;
-      if (!match(RHS, m_UIToFp(m_Value(C))))
+      if (!match(RHS, m_UIToFP(m_Value(C))))
         std::swap(LHS, RHS);
 
-      if (match(RHS, m_UIToFp(m_Value(C))) && C->getType()->isIntegerTy(1)) {
+      if (match(RHS, m_UIToFP(m_Value(C))) &&
+          C->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
         B = LHS;
         Value *Zero = ConstantFP::getNegativeZero(B->getType());
         return SelectInst::Create(C, B, Zero);
@@ -542,11 +604,11 @@ Instruction *InstCombiner::visitFMul(BinaryOperator &I) {
     if (I.hasNoNaNs() && I.hasNoInfs() && I.hasNoSignedZeros()) {
       Value *LHS = Op0, *RHS = Op1;
       Value *A, *C;
-      if (!match(RHS, m_FSub(m_FPOne(), m_UIToFp(m_Value(C)))))
+      if (!match(RHS, m_FSub(m_FPOne(), m_UIToFP(m_Value(C)))))
         std::swap(LHS, RHS);
 
-      if (match(RHS, m_FSub(m_FPOne(), m_UIToFp(m_Value(C)))) &&
-          C->getType()->isIntegerTy(1)) {
+      if (match(RHS, m_FSub(m_FPOne(), m_UIToFP(m_Value(C)))) &&
+          C->getType()->getScalarType()->isIntegerTy(1)) {
         A = LHS;
         Value *Zero = ConstantFP::getNegativeZero(A->getType());
         return SelectInst::Create(C, Zero, A);
@@ -613,8 +675,7 @@ bool InstCombiner::SimplifyDivRemOfSelect(BinaryOperator &I) {
         *I = SI->getOperand(NonNullOperand);
         Worklist.Add(BBI);
       } else if (*I == SelectCond) {
-        *I = NonNullOperand == 1 ? ConstantInt::getTrue(BBI->getContext()) :
-                                   ConstantInt::getFalse(BBI->getContext());
+        *I = Builder->getInt1(NonNullOperand == 1);
         Worklist.Add(BBI);
       }
     }
@@ -703,80 +764,130 @@ static Value *dyn_castZExtVal(Value *V, Type *Ty) {
   return 0;
 }
 
-Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
-  Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
+namespace {
+const unsigned MaxDepth = 6;
+typedef Instruction *(*FoldUDivOperandCb)(Value *Op0, Value *Op1,
+                                          const BinaryOperator &I,
+                                          InstCombiner &IC);
+
+/// \brief Used to maintain state for visitUDivOperand().
+struct UDivFoldAction {
+  FoldUDivOperandCb FoldAction; ///< Informs visitUDiv() how to fold this
+                                ///< operand.  This can be zero if this action
+                                ///< joins two actions together.
+
+  Value *OperandToFold;         ///< Which operand to fold.
+  union {
+    Instruction *FoldResult;    ///< The instruction returned when FoldAction is
+                                ///< invoked.
+
+    size_t SelectLHSIdx;        ///< Stores the LHS action index if this action
+                                ///< joins two actions together.
+  };
+
+  UDivFoldAction(FoldUDivOperandCb FA, Value *InputOperand)
+      : FoldAction(FA), OperandToFold(InputOperand), FoldResult(0) {}
+  UDivFoldAction(FoldUDivOperandCb FA, Value *InputOperand, size_t SLHS)
+      : FoldAction(FA), OperandToFold(InputOperand), SelectLHSIdx(SLHS) {}
+};
+}
 
-  if (Value *V = SimplifyUDivInst(Op0, Op1, TD))
-    return ReplaceInstUsesWith(I, V);
+// X udiv 2^C -> X >> C
+static Instruction *foldUDivPow2Cst(Value *Op0, Value *Op1,
+                                    const BinaryOperator &I, InstCombiner &IC) {
+  const APInt &C = cast<Constant>(Op1)->getUniqueInteger();
+  BinaryOperator *LShr = BinaryOperator::CreateLShr(
+      Op0, ConstantInt::get(Op0->getType(), C.logBase2()));
+  if (I.isExact()) LShr->setIsExact();
+  return LShr;
+}
 
-  // Handle the integer div common cases
-  if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
-    return Common;
+// X udiv C, where C >= signbit
+static Instruction *foldUDivNegCst(Value *Op0, Value *Op1,
+                                   const BinaryOperator &I, InstCombiner &IC) {
+  Value *ICI = IC.Builder->CreateICmpULT(Op0, cast<ConstantInt>(Op1));
 
-  {
-    // X udiv 2^C -> X >> C
-    // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
-    // if so, convert to a right shift.
-    const APInt *C;
-    if (match(Op1, m_Power2(C))) {
-      BinaryOperator *LShr =
-      BinaryOperator::CreateLShr(Op0,
-                                 ConstantInt::get(Op0->getType(),
-                                                  C->logBase2()));
-      if (I.isExact()) LShr->setIsExact();
-      return LShr;
-    }
+  return SelectInst::Create(ICI, Constant::getNullValue(I.getType()),
+                            ConstantInt::get(I.getType(), 1));
+}
+
+// X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
+static Instruction *foldUDivShl(Value *Op0, Value *Op1, const BinaryOperator &I,
+                                InstCombiner &IC) {
+  Instruction *ShiftLeft = cast<Instruction>(Op1);
+  if (isa<ZExtInst>(ShiftLeft))
+    ShiftLeft = cast<Instruction>(ShiftLeft->getOperand(0));
+
+  const APInt &CI =
+      cast<Constant>(ShiftLeft->getOperand(0))->getUniqueInteger();
+  Value *N = ShiftLeft->getOperand(1);
+  if (CI != 1)
+    N = IC.Builder->CreateAdd(N, ConstantInt::get(N->getType(), CI.logBase2()));
+  if (ZExtInst *Z = dyn_cast<ZExtInst>(Op1))
+    N = IC.Builder->CreateZExt(N, Z->getDestTy());
+  BinaryOperator *LShr = BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
+  if (I.isExact()) LShr->setIsExact();
+  return LShr;
+}
+
+// \brief Recursively visits the possible right hand operands of a udiv
+// instruction, seeing through select instructions, to determine if we can
+// replace the udiv with something simpler.  If we find that an operand is not
+// able to simplify the udiv, we abort the entire transformation.
+static size_t visitUDivOperand(Value *Op0, Value *Op1, const BinaryOperator &I,
+                               SmallVectorImpl<UDivFoldAction> &Actions,
+                               unsigned Depth = 0) {
+  // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
+  // if so, convert to a right shift.
+  if (match(Op1, m_Power2())) {
+    Actions.push_back(UDivFoldAction(foldUDivPow2Cst, Op1));
+    return Actions.size();
   }
 
-  if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
+  if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1))
     // X udiv C, where C >= signbit
     if (C->getValue().isNegative()) {
-      Value *IC = Builder->CreateICmpULT(Op0, C);
-      return SelectInst::Create(IC, Constant::getNullValue(I.getType()),
-                                ConstantInt::get(I.getType(), 1));
-    }
-  }
-
-  // (x lshr C1) udiv C2 --> x udiv (C2 << C1)
-  if (ConstantInt *C2 = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
-    Value *X;
-    ConstantInt *C1;
-    if (match(Op0, m_LShr(m_Value(X), m_ConstantInt(C1)))) {
-      APInt NC = C2->getValue().shl(C1->getLimitedValue(C1->getBitWidth()-1));
-      return BinaryOperator::CreateUDiv(X, Builder->getInt(NC));
+      Actions.push_back(UDivFoldAction(foldUDivNegCst, C));
+      return Actions.size();
     }
-  }
 
   // X udiv (C1 << N), where C1 is "1<<C2"  -->  X >> (N+C2)
-  { const APInt *CI; Value *N;
-    if (match(Op1, m_Shl(m_Power2(CI), m_Value(N))) ||
-        match(Op1, m_ZExt(m_Shl(m_Power2(CI), m_Value(N))))) {
-      if (*CI != 1)
-        N = Builder->CreateAdd(N,
-                               ConstantInt::get(N->getType(), CI->logBase2()));
-      if (ZExtInst *Z = dyn_cast<ZExtInst>(Op1))
-        N = Builder->CreateZExt(N, Z->getDestTy());
-      if (I.isExact())
-        return BinaryOperator::CreateExactLShr(Op0, N);
-      return BinaryOperator::CreateLShr(Op0, N);
-    }
+  if (match(Op1, m_Shl(m_Power2(), m_Value())) ||
+      match(Op1, m_ZExt(m_Shl(m_Power2(), m_Value())))) {
+    Actions.push_back(UDivFoldAction(foldUDivShl, Op1));
+    return Actions.size();
   }
 
-  // udiv X, (Select Cond, C1, C2) --> Select Cond, (shr X, C1), (shr X, C2)
-  // where C1&C2 are powers of two.
-  { Value *Cond; const APInt *C1, *C2;
-    if (match(Op1, m_Select(m_Value(Cond), m_Power2(C1), m_Power2(C2)))) {
-      // Construct the "on true" case of the select
-      Value *TSI = Builder->CreateLShr(Op0, C1->logBase2(), Op1->getName()+".t",
-                                       I.isExact());
+  // The remaining tests are all recursive, so bail out if we hit the limit.
+  if (Depth++ == MaxDepth)
+    return 0;
 
-      // Construct the "on false" case of the select
-      Value *FSI = Builder->CreateLShr(Op0, C2->logBase2(), Op1->getName()+".f",
-                                       I.isExact());
+  if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
+    if (size_t LHSIdx = visitUDivOperand(Op0, SI->getOperand(1), I, Actions))
+      if (visitUDivOperand(Op0, SI->getOperand(2), I, Actions)) {
+        Actions.push_back(UDivFoldAction((FoldUDivOperandCb)0, Op1, LHSIdx-1));
+        return Actions.size();
+      }
 
-      // construct the select instruction and return it.
-      return SelectInst::Create(Cond, TSI, FSI);
-    }
+  return 0;
+}
+
+Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
+  Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
+
+  if (Value *V = SimplifyUDivInst(Op0, Op1, DL))
+    return ReplaceInstUsesWith(I, V);
+
+  // Handle the integer div common cases
+  if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
+    return Common;
+
+  // (x lshr C1) udiv C2 --> x udiv (C2 << C1)
+  if (Constant *C2 = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
+    Value *X;
+    Constant *C1;
+    if (match(Op0, m_LShr(m_Value(X), m_Constant(C1))))
+      return BinaryOperator::CreateUDiv(X, ConstantExpr::getShl(C2, C1));
   }
 
   // (zext A) udiv (zext B) --> zext (A udiv B)
@@ -786,24 +897,55 @@ Instruction *InstCombiner::visitUDiv(BinaryOperator &I) {
                                               I.isExact()),
                           I.getType());
 
+  // (LHS udiv (select (select (...)))) -> (LHS >> (select (select (...))))
+  SmallVector<UDivFoldAction, 6> UDivActions;
+  if (visitUDivOperand(Op0, Op1, I, UDivActions))
+    for (unsigned i = 0, e = UDivActions.size(); i != e; ++i) {
+      FoldUDivOperandCb Action = UDivActions[i].FoldAction;
+      Value *ActionOp1 = UDivActions[i].OperandToFold;
+      Instruction *Inst;
+      if (Action)
+        Inst = Action(Op0, ActionOp1, I, *this);
+      else {
+        // This action joins two actions together.  The RHS of this action is
+        // simply the last action we processed, we saved the LHS action index in
+        // the joining action.
+        size_t SelectRHSIdx = i - 1;
+        Value *SelectRHS = UDivActions[SelectRHSIdx].FoldResult;
+        size_t SelectLHSIdx = UDivActions[i].SelectLHSIdx;
+        Value *SelectLHS = UDivActions[SelectLHSIdx].FoldResult;
+        Inst = SelectInst::Create(cast<SelectInst>(ActionOp1)->getCondition(),
+                                  SelectLHS, SelectRHS);
+      }
+
+      // If this is the last action to process, return it to the InstCombiner.
+      // Otherwise, we insert it before the UDiv and record it so that we may
+      // use it as part of a joining action (i.e., a SelectInst).
+      if (e - i != 1) {
+        Inst->insertBefore(&I);
+        UDivActions[i].FoldResult = Inst;
+      } else
+        return Inst;
+    }
+
   return 0;
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
-  if (Value *V = SimplifySDivInst(Op0, Op1, TD))
+  if (Value *V = SimplifySDivInst(Op0, Op1, DL))
     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 
   // Handle the integer div common cases
   if (Instruction *Common = commonIDivTransforms(I))
     return Common;
 
-  if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
-    // sdiv X, -1 == -X
-    if (RHS->isAllOnesValue())
-      return BinaryOperator::CreateNeg(Op0);
+  // sdiv X, -1 == -X
+  if (match(Op1, m_AllOnes()))
+    return BinaryOperator::CreateNeg(Op0);
 
+  if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
     // sdiv X, C  -->  ashr exact X, log2(C)
     if (I.isExact() && RHS->getValue().isNonNegative() &&
         RHS->getValue().isPowerOf2()) {
@@ -811,7 +953,9 @@ Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
                                             RHS->getValue().exactLogBase2());
       return BinaryOperator::CreateExactAShr(Op0, ShAmt, I.getName());
     }
+  }
 
+  if (Constant *RHS = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
     // -X/C  -->  X/-C  provided the negation doesn't overflow.
     if (SubOperator *Sub = dyn_cast<SubOperator>(Op0))
       if (match(Sub->getOperand(0), m_Zero()) && Sub->hasNoSignedWrap())
@@ -846,17 +990,20 @@ Instruction *InstCombiner::visitSDiv(BinaryOperator &I) {
 /// FP value and:
 ///    1) 1/C is exact, or
 ///    2) reciprocal is allowed.
-/// If the convertion was successful, the simplified expression "X * 1/C" is
+/// If the conversion was successful, the simplified expression "X * 1/C" is
 /// returned; otherwise, NULL is returned.
 ///
 static Instruction *CvtFDivConstToReciprocal(Value *Dividend,
-                                             ConstantFP *Divisor,
+                                             Constant *Divisor,
                                              bool AllowReciprocal) {
-  const APFloat &FpVal = Divisor->getValueAPF();
+  if (!isa<ConstantFP>(Divisor)) // TODO: handle vectors.
+    return 0;
+
+  const APFloat &FpVal = cast<ConstantFP>(Divisor)->getValueAPF();
   APFloat Reciprocal(FpVal.getSemantics());
   bool Cvt = FpVal.getExactInverse(&Reciprocal);
 
-  if (!Cvt && AllowReciprocal && FpVal.isNormal()) {
+  if (!Cvt && AllowReciprocal && FpVal.isFiniteNonZero()) {
     Reciprocal = APFloat(FpVal.getSemantics(), 1.0f);
     (void)Reciprocal.divide(FpVal, APFloat::rmNearestTiesToEven);
     Cvt = !Reciprocal.isDenormal();
@@ -873,34 +1020,40 @@ static Instruction *CvtFDivConstToReciprocal(Value *Dividend,
 Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
-  if (Value *V = SimplifyFDivInst(Op0, Op1, TD))
+  if (Value *V = SimplifyFDivInst(Op0, Op1, DL))
     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 
+  if (isa<Constant>(Op0))
+    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
+      if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
+        return R;
+
   bool AllowReassociate = I.hasUnsafeAlgebra();
   bool AllowReciprocal = I.hasAllowReciprocal();
 
-  if (ConstantFP *Op1C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1)) {
+  if (Constant *Op1C = dyn_cast<Constant>(Op1)) {
+    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
+      if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
+        return R;
+
     if (AllowReassociate) {
-      ConstantFP *C1 = 0;
-      ConstantFP *C2 = Op1C;
+      Constant *C1 = 0;
+      Constant *C2 = Op1C;
       Value *X;
       Instruction *Res = 0;
 
-      if (match(Op0, m_FMul(m_Value(X), m_ConstantFP(C1)))) {
+      if (match(Op0, m_FMul(m_Value(X), m_Constant(C1)))) {
         // (X*C1)/C2 => X * (C1/C2)
         //
         Constant *C = ConstantExpr::getFDiv(C1, C2);
-        const APFloat &F = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF();
-        if (F.isNormal() && !F.isDenormal())
+        if (isNormalFp(C))
           Res = BinaryOperator::CreateFMul(X, C);
-      } else if (match(Op0, m_FDiv(m_Value(X), m_ConstantFP(C1)))) {
+      } else if (match(Op0, m_FDiv(m_Value(X), m_Constant(C1)))) {
         // (X/C1)/C2 => X /(C2*C1) [=> X * 1/(C2*C1) if reciprocal is allowed]
         //
         Constant *C = ConstantExpr::getFMul(C1, C2);
-        const APFloat &F = cast<ConstantFP>(C)->getValueAPF();
-        if (F.isNormal() && !F.isDenormal()) {
-          Res = CvtFDivConstToReciprocal(X, cast<ConstantFP>(C),
-                                         AllowReciprocal);
+        if (isNormalFp(C)) {
+          Res = CvtFDivConstToReciprocal(X, C, AllowReciprocal);
           if (!Res)
             Res = BinaryOperator::CreateFDiv(X, C);
         }
@@ -913,39 +1066,37 @@ Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
     }
 
     // X / C => X * 1/C
-    if (Instruction *T = CvtFDivConstToReciprocal(Op0, Op1C, AllowReciprocal))
+    if (Instruction *T = CvtFDivConstToReciprocal(Op0, Op1C, AllowReciprocal)) {
+      T->copyFastMathFlags(&I);
       return T;
+    }
 
     return 0;
   }
 
-  if (AllowReassociate && isa<ConstantFP>(Op0)) {
-    ConstantFP *C1 = cast<ConstantFP>(Op0), *C2;
+  if (AllowReassociate && isa<Constant>(Op0)) {
+    Constant *C1 = cast<Constant>(Op0), *C2;
     Constant *Fold = 0;
     Value *X;
     bool CreateDiv = true;
 
     // C1 / (X*C2) => (C1/C2) / X
-    if (match(Op1, m_FMul(m_Value(X), m_ConstantFP(C2))))
+    if (match(Op1, m_FMul(m_Value(X), m_Constant(C2))))
       Fold = ConstantExpr::getFDiv(C1, C2);
-    else if (match(Op1, m_FDiv(m_Value(X), m_ConstantFP(C2)))) {
+    else if (match(Op1, m_FDiv(m_Value(X), m_Constant(C2)))) {
       // C1 / (X/C2) => (C1*C2) / X
       Fold = ConstantExpr::getFMul(C1, C2);
-    } else if (match(Op1, m_FDiv(m_ConstantFP(C2), m_Value(X)))) {
+    } else if (match(Op1, m_FDiv(m_Constant(C2), m_Value(X)))) {
       // C1 / (C2/X) => (C1/C2) * X
       Fold = ConstantExpr::getFDiv(C1, C2);
       CreateDiv = false;
     }
 
-    if (Fold) {
-      const APFloat &FoldC = cast<ConstantFP>(Fold)->getValueAPF();
-      if (FoldC.isNormal() && !FoldC.isDenormal()) {
-        Instruction *R = CreateDiv ?
-                         BinaryOperator::CreateFDiv(Fold, X) :
-                         BinaryOperator::CreateFMul(X, Fold);
-        R->setFastMathFlags(I.getFastMathFlags());
-        return R;
-      }
+    if (Fold && isNormalFp(Fold)) {
+      Instruction *R = CreateDiv ? BinaryOperator::CreateFDiv(Fold, X)
+                                 : BinaryOperator::CreateFMul(X, Fold);
+      R->setFastMathFlags(I.getFastMathFlags());
+      return R;
     }
     return 0;
   }
@@ -958,15 +1109,25 @@ Instruction *InstCombiner::visitFDiv(BinaryOperator &I) {
     if (Op0->hasOneUse() && match(Op0, m_FDiv(m_Value(X), m_Value(Y)))) {
       // (X/Y) / Z => X / (Y*Z)
       //
-      if (!isa<ConstantFP>(Y) || !isa<ConstantFP>(Op1)) {
+      if (!isa<Constant>(Y) || !isa<Constant>(Op1)) {
         NewInst = Builder->CreateFMul(Y, Op1);
+        if (Instruction *RI = dyn_cast<Instruction>(NewInst)) {
+          FastMathFlags Flags = I.getFastMathFlags();
+          Flags &= cast<Instruction>(Op0)->getFastMathFlags();
+          RI->setFastMathFlags(Flags);
+        }
         SimpR = BinaryOperator::CreateFDiv(X, NewInst);
       }
     } else if (Op1->hasOneUse() && match(Op1, m_FDiv(m_Value(X), m_Value(Y)))) {
       // Z / (X/Y) => Z*Y / X
       //
-      if (!isa<ConstantFP>(Y) || !isa<ConstantFP>(Op0)) {
+      if (!isa<Constant>(Y) || !isa<Constant>(Op0)) {
         NewInst = Builder->CreateFMul(Op0, Y);
+        if (Instruction *RI = dyn_cast<Instruction>(NewInst)) {
+          FastMathFlags Flags = I.getFastMathFlags();
+          Flags &= cast<Instruction>(Op1)->getFastMathFlags();
+          RI->setFastMathFlags(Flags);
+        }
         SimpR = BinaryOperator::CreateFDiv(NewInst, X);
       }
     }
@@ -999,7 +1160,7 @@ Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
   if (isa<SelectInst>(Op1) && SimplifyDivRemOfSelect(I))
     return &I;
 
-  if (isa<ConstantInt>(Op1)) {
+  if (isa<Constant>(Op1)) {
     if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0)) {
       if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0I)) {
         if (Instruction *R = FoldOpIntoSelect(I, SI))
@@ -1021,12 +1182,18 @@ Instruction *InstCombiner::commonIRemTransforms(BinaryOperator &I) {
 Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
-  if (Value *V = SimplifyURemInst(Op0, Op1, TD))
+  if (Value *V = SimplifyURemInst(Op0, Op1, DL))
     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 
   if (Instruction *common = commonIRemTransforms(I))
     return common;
 
+  // (zext A) urem (zext B) --> zext (A urem B)
+  if (ZExtInst *ZOp0 = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
+    if (Value *ZOp1 = dyn_castZExtVal(Op1, ZOp0->getSrcTy()))
+      return new ZExtInst(Builder->CreateURem(ZOp0->getOperand(0), ZOp1),
+                          I.getType());
+
   // X urem Y -> X and Y-1, where Y is a power of 2,
   if (isKnownToBeAPowerOfTwo(Op1, /*OrZero*/true)) {
     Constant *N1 = Constant::getAllOnesValue(I.getType());
@@ -1034,11 +1201,12 @@ Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
     return BinaryOperator::CreateAnd(Op0, Add);
   }
 
-  // (zext A) urem (zext B) --> zext (A urem B)
-  if (ZExtInst *ZOp0 = dyn_cast<ZExtInst>(Op0))
-    if (Value *ZOp1 = dyn_castZExtVal(Op1, ZOp0->getSrcTy()))
-      return new ZExtInst(Builder->CreateURem(ZOp0->getOperand(0), ZOp1),
-                          I.getType());
+  // 1 urem X -> zext(X != 1)
+  if (match(Op0, m_One())) {
+    Value *Cmp = Builder->CreateICmpNE(Op1, Op0);
+    Value *Ext = Builder->CreateZExt(Cmp, I.getType());
+    return ReplaceInstUsesWith(I, Ext);
+  }
 
   return 0;
 }
@@ -1046,7 +1214,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitURem(BinaryOperator &I) {
 Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
-  if (Value *V = SimplifySRemInst(Op0, Op1, TD))
+  if (Value *V = SimplifySRemInst(Op0, Op1, DL))
     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 
   // Handle the integer rem common cases
@@ -1117,7 +1285,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitSRem(BinaryOperator &I) {
 Instruction *InstCombiner::visitFRem(BinaryOperator &I) {
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
-  if (Value *V = SimplifyFRemInst(Op0, Op1, TD))
+  if (Value *V = SimplifyFRemInst(Op0, Op1, DL))
     return ReplaceInstUsesWith(I, V);
 
   // Handle cases involving: rem X, (select Cond, Y, Z)