Changes to fix up the inst_iterator to pass to boost iterator checks. This
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Scalar / InstructionCombining.cpp
index 773441f53838fb84721b83c1bbf3ba29ec0ea8af..92b7f1a39bc719a7c367ff8fadc1463d8f10dc2e 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "instcombine"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/Intrinsics.h"
 #include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Target/TargetData.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
+#include "llvm/Support/CallSite.h"
+#include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
 #include "llvm/Support/InstIterator.h"
 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
-#include "llvm/Support/CallSite.h"
+#include "Support/Debug.h"
 #include "Support/Statistic.h"
 #include <algorithm>
 using namespace llvm;
@@ -60,15 +64,25 @@ namespace {
     std::vector<Instruction*> WorkList;
     TargetData *TD;
 
-    void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
-      // The instruction was simplified, add all users of the instruction to
-      // the work lists because they might get more simplified now...
-      //
+    /// AddUsersToWorkList - When an instruction is simplified, add all users of
+    /// the instruction to the work lists because they might get more simplified
+    /// now.
+    ///
+    void AddUsersToWorkList(Instruction &I) {
       for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), UE = I.use_end();
            UI != UE; ++UI)
         WorkList.push_back(cast<Instruction>(*UI));
     }
 
+    /// AddUsesToWorkList - When an instruction is simplified, add operands to
+    /// the work lists because they might get more simplified now.
+    ///
+    void AddUsesToWorkList(Instruction &I) {
+      for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i)
+        if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I.getOperand(i)))
+          WorkList.push_back(Op);
+    }
+
     // removeFromWorkList - remove all instances of I from the worklist.
     void removeFromWorkList(Instruction *I);
   public:
@@ -79,6 +93,8 @@ namespace {
       AU.setPreservesCFG();
     }
 
+    TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
+
     // Visitation implementation - Implement instruction combining for different
     // instruction types.  The semantics are as follows:
     // Return Value:
@@ -97,6 +113,7 @@ namespace {
     Instruction *visitSetCondInst(BinaryOperator &I);
     Instruction *visitShiftInst(ShiftInst &I);
     Instruction *visitCastInst(CastInst &CI);
+    Instruction *visitSelectInst(SelectInst &CI);
     Instruction *visitCallInst(CallInst &CI);
     Instruction *visitInvokeInst(InvokeInst &II);
     Instruction *visitPHINode(PHINode &PN);
@@ -113,18 +130,19 @@ namespace {
     Instruction *visitCallSite(CallSite CS);
     bool transformConstExprCastCall(CallSite CS);
 
+  public:
     // InsertNewInstBefore - insert an instruction New before instruction Old
     // in the program.  Add the new instruction to the worklist.
     //
-    void InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
+    Value *InsertNewInstBefore(Instruction *New, Instruction &Old) {
       assert(New && New->getParent() == 0 &&
              "New instruction already inserted into a basic block!");
       BasicBlock *BB = Old.getParent();
       BB->getInstList().insert(&Old, New);  // Insert inst
       WorkList.push_back(New);              // Add to worklist
+      return New;
     }
 
-  public:
     // ReplaceInstUsesWith - This method is to be used when an instruction is
     // found to be dead, replacable with another preexisting expression.  Here
     // we add all uses of I to the worklist, replace all uses of I with the new
@@ -132,10 +150,31 @@ namespace {
     // modified.
     //
     Instruction *ReplaceInstUsesWith(Instruction &I, Value *V) {
-      AddUsesToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
-      I.replaceAllUsesWith(V);
-      return &I;
+      AddUsersToWorkList(I);         // Add all modified instrs to worklist
+      if (&I != V) {
+        I.replaceAllUsesWith(V);
+        return &I;
+      } else {
+        // If we are replacing the instruction with itself, this must be in a
+        // segment of unreachable code, so just clobber the instruction.
+        I.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(I.getType()));
+        return &I;
+      }
     }
+
+    // EraseInstFromFunction - When dealing with an instruction that has side
+    // effects or produces a void value, we can't rely on DCE to delete the
+    // instruction.  Instead, visit methods should return the value returned by
+    // this function.
+    Instruction *EraseInstFromFunction(Instruction &I) {
+      assert(I.use_empty() && "Cannot erase instruction that is used!");
+      AddUsesToWorkList(I);
+      removeFromWorkList(&I);
+      I.getParent()->getInstList().erase(&I);
+      return 0;  // Don't do anything with FI
+    }
+
+
   private:
     /// InsertOperandCastBefore - This inserts a cast of V to DestTy before the
     /// InsertBefore instruction.  This is specialized a bit to avoid inserting
@@ -173,6 +212,43 @@ static bool isOnlyUse(Value *V) {
   return V->hasOneUse() || isa<Constant>(V);
 }
 
+// getSignedIntegralType - Given an unsigned integral type, return the signed
+// version of it that has the same size.
+static const Type *getSignedIntegralType(const Type *Ty) {
+  switch (Ty->getPrimitiveID()) {
+  default: assert(0 && "Invalid unsigned integer type!"); abort();
+  case Type::UByteTyID:  return Type::SByteTy;
+  case Type::UShortTyID: return Type::ShortTy;
+  case Type::UIntTyID:   return Type::IntTy;
+  case Type::ULongTyID:  return Type::LongTy;
+  }
+}
+
+// getUnsignedIntegralType - Given an signed integral type, return the unsigned
+// version of it that has the same size.
+static const Type *getUnsignedIntegralType(const Type *Ty) {
+  switch (Ty->getPrimitiveID()) {
+  default: assert(0 && "Invalid signed integer type!"); abort();
+  case Type::SByteTyID: return Type::UByteTy;
+  case Type::ShortTyID: return Type::UShortTy;
+  case Type::IntTyID:   return Type::UIntTy;
+  case Type::LongTyID:  return Type::ULongTy;
+  }
+}
+
+// getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
+// though a va_arg area...
+static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
+  switch (Ty->getPrimitiveID()) {
+  case Type::SByteTyID:
+  case Type::ShortTyID:  return Type::IntTy;
+  case Type::UByteTyID:
+  case Type::UShortTyID: return Type::UIntTy;
+  case Type::FloatTyID:  return Type::DoubleTy;
+  default:               return Ty;
+  }
+}
+
 // SimplifyCommutative - This performs a few simplifications for commutative
 // operators:
 //
@@ -321,30 +397,6 @@ Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
     // reassociate the expression from ((? op A) op B) to (? op (A op B))
     if (ShouldApply) {
       BasicBlock *BB = Root.getParent();
-      // All of the instructions have a single use and have no side-effects,
-      // because of this, we can pull them all into the current basic block.
-      if (LHSI->getParent() != BB) {
-        // Move all of the instructions from root to LHSI into the current
-        // block.
-        Instruction *TmpLHSI = cast<Instruction>(Root.getOperand(0));
-        Instruction *LastUse = &Root;
-        while (TmpLHSI->getParent() == BB) {
-          LastUse = TmpLHSI;
-          TmpLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
-        }
-        
-        // Loop over all of the instructions in other blocks, moving them into
-        // the current one.
-        Value *TmpLHS = TmpLHSI;
-        do {
-          TmpLHSI = cast<Instruction>(TmpLHS);
-          // Remove from current block...
-          TmpLHSI->getParent()->getInstList().remove(TmpLHSI);
-          // Insert before the last instruction...
-          BB->getInstList().insert(LastUse, TmpLHSI);
-          TmpLHS = TmpLHSI->getOperand(0);
-        } while (TmpLHSI != LHSI);
-      }
       
       // Now all of the instructions are in the current basic block, go ahead
       // and perform the reassociation.
@@ -355,15 +407,27 @@ Instruction *AssociativeOpt(BinaryOperator &Root, const Functor &F) {
 
       // Make what used to be the LHS of the root be the user of the root...
       Value *ExtraOperand = TmpLHSI->getOperand(1);
+      if (&Root == TmpLHSI) {
+        Root.replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(TmpLHSI->getType()));
+        return 0;
+      }
       Root.replaceAllUsesWith(TmpLHSI);          // Users now use TmpLHSI
       TmpLHSI->setOperand(1, &Root);             // TmpLHSI now uses the root
-      BB->getInstList().remove(&Root);           // Remove root from the BB
-      BB->getInstList().insert(TmpLHSI, &Root);  // Insert root before TmpLHSI
+      TmpLHSI->getParent()->getInstList().remove(TmpLHSI);
+      BasicBlock::iterator ARI = &Root; ++ARI;
+      BB->getInstList().insert(ARI, TmpLHSI);    // Move TmpLHSI to after Root
+      ARI = Root;
 
       // Now propagate the ExtraOperand down the chain of instructions until we
       // get to LHSI.
       while (TmpLHSI != LHSI) {
         Instruction *NextLHSI = cast<Instruction>(TmpLHSI->getOperand(0));
+        // Move the instruction to immediately before the chain we are
+        // constructing to avoid breaking dominance properties.
+        NextLHSI->getParent()->getInstList().remove(NextLHSI);
+        BB->getInstList().insert(ARI, NextLHSI);
+        ARI = NextLHSI;
+
         Value *NextOp = NextLHSI->getOperand(1);
         NextLHSI->setOperand(1, ExtraOperand);
         TmpLHSI = NextLHSI;
@@ -408,15 +472,71 @@ struct AddMaskingAnd {
   }
 };
 
+static Value *FoldOperationIntoSelectOperand(Instruction &BI, Value *SO,
+                                             InstCombiner *IC) {
+  // Figure out if the constant is the left or the right argument.
+  bool ConstIsRHS = isa<Constant>(BI.getOperand(1));
+  Constant *ConstOperand = cast<Constant>(BI.getOperand(ConstIsRHS));
+
+  if (Constant *SOC = dyn_cast<Constant>(SO)) {
+    if (ConstIsRHS)
+      return ConstantExpr::get(BI.getOpcode(), SOC, ConstOperand);
+    return ConstantExpr::get(BI.getOpcode(), ConstOperand, SOC);
+  }
+
+  Value *Op0 = SO, *Op1 = ConstOperand;
+  if (!ConstIsRHS)
+    std::swap(Op0, Op1);
+  Instruction *New;
+  if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(&BI))
+    New = BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), Op0, Op1);
+  else if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(&BI))
+    New = new ShiftInst(SI->getOpcode(), Op0, Op1);
+  else {
+    assert(0 && "Unknown binary instruction type!");
+    abort();
+  }
+  return IC->InsertNewInstBefore(New, BI);
+}
 
+// FoldBinOpIntoSelect - Given an instruction with a select as one operand and a
+// constant as the other operand, try to fold the binary operator into the
+// select arguments.
+static Instruction *FoldBinOpIntoSelect(Instruction &BI, SelectInst *SI,
+                                        InstCombiner *IC) {
+  // Don't modify shared select instructions
+  if (!SI->hasOneUse()) return 0;
+  Value *TV = SI->getOperand(1);
+  Value *FV = SI->getOperand(2);
+
+  if (isa<Constant>(TV) || isa<Constant>(FV)) {
+    Value *SelectTrueVal = FoldOperationIntoSelectOperand(BI, TV, IC);
+    Value *SelectFalseVal = FoldOperationIntoSelectOperand(BI, FV, IC);
+
+    return new SelectInst(SI->getCondition(), SelectTrueVal,
+                          SelectFalseVal);
+  }
+  return 0;
+}
 
 Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
   Value *LHS = I.getOperand(0), *RHS = I.getOperand(1);
 
-  // X + 0 --> X
-  if (RHS == Constant::getNullValue(I.getType()))
-    return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
+  if (Constant *RHSC = dyn_cast<Constant>(RHS)) {
+    // X + 0 --> X
+    if (!I.getType()->isFloatingPoint() && // -0 + +0 = +0, so it's not a noop
+        RHSC->isNullValue())
+      return ReplaceInstUsesWith(I, LHS);
+    
+    // X + (signbit) --> X ^ signbit
+    if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHSC)) {
+      unsigned NumBits = CI->getType()->getPrimitiveSize()*8;
+      uint64_t Val = CI->getRawValue() & (1ULL << NumBits)-1;
+      if (Val == (1ULL << NumBits-1))
+        return BinaryOperator::create(Instruction::Xor, LHS, RHS);
+    }
+  }
 
   // X + X --> X << 1
   if (I.getType()->isInteger())
@@ -465,6 +585,11 @@ Instruction *InstCombiner::visitAdd(BinaryOperator &I) {
                                     CRHS, ConstantInt::get(I.getType(), 1)),
                                           ILHS->getOperand(0));
         break;
+      case Instruction::Select:
+        // Try to fold constant add into select arguments.
+        if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I,cast<SelectInst>(ILHS),this))
+          return R;
+
       default: break;
       }
     }
@@ -484,6 +609,21 @@ static unsigned getTypeSizeInBits(const Type *Ty) {
   return Ty == Type::BoolTy ? 1 : Ty->getPrimitiveSize()*8;
 }
 
+/// RemoveNoopCast - Strip off nonconverting casts from the value.
+///
+static Value *RemoveNoopCast(Value *V) {
+  if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V)) {
+    const Type *CTy = CI->getType();
+    const Type *OpTy = CI->getOperand(0)->getType();
+    if (CTy->isInteger() && OpTy->isInteger()) {
+      if (CTy->getPrimitiveSize() == OpTy->getPrimitiveSize())
+        return RemoveNoopCast(CI->getOperand(0));
+    } else if (isa<PointerType>(CTy) && isa<PointerType>(OpTy))
+      return RemoveNoopCast(CI->getOperand(0));
+  }
+  return V;
+}
+
 Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
@@ -505,6 +645,41 @@ Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
                BinaryOperator::getNotArgument(cast<BinaryOperator>(Op1)),
                     ConstantExpr::get(Instruction::Add, C,
                                       ConstantInt::get(I.getType(), 1)));
+    // -((uint)X >> 31) -> ((int)X >> 31)
+    // -((int)X >> 31) -> ((uint)X >> 31)
+    if (C->isNullValue()) {
+      Value *NoopCastedRHS = RemoveNoopCast(Op1);
+      if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(NoopCastedRHS))
+        if (SI->getOpcode() == Instruction::Shr)
+          if (ConstantUInt *CU = dyn_cast<ConstantUInt>(SI->getOperand(1))) {
+            const Type *NewTy;
+            if (SI->getType()->isSigned())
+              NewTy = getUnsignedIntegralType(SI->getType());
+            else
+              NewTy = getSignedIntegralType(SI->getType());
+            // Check to see if we are shifting out everything but the sign bit.
+            if (CU->getValue() == SI->getType()->getPrimitiveSize()*8-1) {
+              // Ok, the transformation is safe.  Insert a cast of the incoming
+              // value, then the new shift, then the new cast.
+              Instruction *FirstCast = new CastInst(SI->getOperand(0), NewTy,
+                                                 SI->getOperand(0)->getName());
+              Value *InV = InsertNewInstBefore(FirstCast, I);
+              Instruction *NewShift = new ShiftInst(Instruction::Shr, FirstCast,
+                                                    CU, SI->getName());
+              if (NewShift->getType() == I.getType())
+                return NewShift;
+              else {
+                InV = InsertNewInstBefore(NewShift, I);
+                return new CastInst(NewShift, I.getType());
+              }
+            }
+          }
+    }
+
+    // Try to fold constant sub into select arguments.
+    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
+      if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
+        return R;
   }
 
   if (BinaryOperator *Op1I = dyn_cast<BinaryOperator>(Op1))
@@ -557,6 +732,26 @@ Instruction *InstCombiner::visitSub(BinaryOperator &I) {
   return 0;
 }
 
+/// isSignBitCheck - Given an exploded setcc instruction, return true if it is
+/// really just returns true if the most significant (sign) bit is set.
+static bool isSignBitCheck(unsigned Opcode, Value *LHS, ConstantInt *RHS) {
+  if (RHS->getType()->isSigned()) {
+    // True if source is LHS < 0 or LHS <= -1
+    return Opcode == Instruction::SetLT && RHS->isNullValue() ||
+           Opcode == Instruction::SetLE && RHS->isAllOnesValue();
+  } else {
+    ConstantUInt *RHSC = cast<ConstantUInt>(RHS);
+    // True if source is LHS > 127 or LHS >= 128, where the constants depend on
+    // the size of the integer type.
+    if (Opcode == Instruction::SetGE)
+      return RHSC->getValue() == 1ULL<<(RHS->getType()->getPrimitiveSize()*8-1);
+    if (Opcode == Instruction::SetGT)
+      return RHSC->getValue() ==
+        (1ULL << (RHS->getType()->getPrimitiveSize()*8-1))-1;
+  }
+  return false;
+}
+
 Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
   Value *Op0 = I.getOperand(0);
@@ -593,21 +788,76 @@ Instruction *InstCombiner::visitMul(BinaryOperator &I) {
       if (Op1F->getValue() == 1.0)
         return ReplaceInstUsesWith(I, Op0);  // Eliminate 'mul double %X, 1.0'
     }
+
+    // Try to fold constant mul into select arguments.
+    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
+      if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
+        return R;
   }
 
   if (Value *Op0v = dyn_castNegVal(Op0))     // -X * -Y = X*Y
     if (Value *Op1v = dyn_castNegVal(I.getOperand(1)))
       return BinaryOperator::create(Instruction::Mul, Op0v, Op1v);
 
+  // If one of the operands of the multiply is a cast from a boolean value, then
+  // we know the bool is either zero or one, so this is a 'masking' multiply.
+  // See if we can simplify things based on how the boolean was originally
+  // formed.
+  CastInst *BoolCast = 0;
+  if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I.getOperand(0)))
+    if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::BoolTy)
+      BoolCast = CI;
+  if (!BoolCast)
+    if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I.getOperand(1)))
+      if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::BoolTy)
+        BoolCast = CI;
+  if (BoolCast) {
+    if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(BoolCast->getOperand(0))) {
+      Value *SCIOp0 = SCI->getOperand(0), *SCIOp1 = SCI->getOperand(1);
+      const Type *SCOpTy = SCIOp0->getType();
+
+      // If the setcc is true iff the sign bit of X is set, then convert this
+      // multiply into a shift/and combination.
+      if (isa<ConstantInt>(SCIOp1) &&
+          isSignBitCheck(SCI->getOpcode(), SCIOp0, cast<ConstantInt>(SCIOp1))) {
+        // Shift the X value right to turn it into "all signbits".
+        Constant *Amt = ConstantUInt::get(Type::UByteTy,
+                                          SCOpTy->getPrimitiveSize()*8-1);
+        if (SCIOp0->getType()->isUnsigned()) {
+          const Type *NewTy = getSignedIntegralType(SCIOp0->getType());
+          SCIOp0 = InsertNewInstBefore(new CastInst(SCIOp0, NewTy,
+                                                    SCIOp0->getName()), I);
+        }
+
+        Value *V =
+          InsertNewInstBefore(new ShiftInst(Instruction::Shr, SCIOp0, Amt,
+                                            BoolCast->getOperand(0)->getName()+
+                                            ".mask"), I);
+
+        // If the multiply type is not the same as the source type, sign extend
+        // or truncate to the multiply type.
+        if (I.getType() != V->getType())
+          V = InsertNewInstBefore(new CastInst(V, I.getType(), V->getName()),I);
+        
+        Value *OtherOp = Op0 == BoolCast ? I.getOperand(1) : Op0;
+        return BinaryOperator::create(Instruction::And, V, OtherOp);
+      }
+    }
+  }
+
   return Changed ? &I : 0;
 }
 
 Instruction *InstCombiner::visitDiv(BinaryOperator &I) {
-  // div X, 1 == X
   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1))) {
+    // div X, 1 == X
     if (RHS->equalsInt(1))
       return ReplaceInstUsesWith(I, I.getOperand(0));
 
+    // div X, -1 == -X
+    if (RHS->isAllOnesValue())
+      return BinaryOperator::createNeg(I.getOperand(0));
+
     // Check to see if this is an unsigned division with an exact power of 2,
     // if so, convert to a right shift.
     if (ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(RHS))
@@ -630,6 +880,8 @@ Instruction *InstCombiner::visitRem(BinaryOperator &I) {
   if (ConstantInt *RHS = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1))) {
     if (RHS->equalsInt(1))  // X % 1 == 0
       return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
+    if (RHS->isAllOnesValue())  // X % -1 == 0
+      return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
 
     // Check to see if this is an unsigned remainder with an exact power of 2,
     // if so, convert to a bitwise and.
@@ -898,6 +1150,11 @@ Instruction *InstCombiner::visitAnd(BinaryOperator &I) {
         if (Instruction *Res = OptAndOp(Op0I, Op0CI, RHS, I))
           return Res;
     }
+
+    // Try to fold constant and into select arguments.
+    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
+      if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
+        return R;
   }
 
   Value *Op0NotVal = dyn_castNotVal(Op0);
@@ -963,6 +1220,11 @@ Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
                                               NotConstant(RHS)));
         }
     }
+
+    // Try to fold constant and into select arguments.
+    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
+      if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
+        return R;
   }
 
   // (A & C1)|(A & C2) == A & (C1|C2)
@@ -1002,15 +1264,26 @@ Instruction *InstCombiner::visitOr(BinaryOperator &I) {
   return Changed ? &I : 0;
 }
 
+// XorSelf - Implements: X ^ X --> 0
+struct XorSelf {
+  Value *RHS;
+  XorSelf(Value *rhs) : RHS(rhs) {}
+  bool shouldApply(Value *LHS) const { return LHS == RHS; }
+  Instruction *apply(BinaryOperator &Xor) const {
+    return &Xor;
+  }
+};
 
 
 Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
   bool Changed = SimplifyCommutative(I);
   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
 
-  // xor X, X = 0
-  if (Op0 == Op1)
+  // xor X, X = 0, even if X is nested in a sequence of Xor's.
+  if (Instruction *Result = AssociativeOpt(I, XorSelf(Op1))) {
+    assert(Result == &I && "AssociativeOpt didn't work?");
     return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(I.getType()));
+  }
 
   if (ConstantIntegral *RHS = dyn_cast<ConstantIntegral>(Op1)) {
     // xor X, 0 == X
@@ -1062,6 +1335,11 @@ Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
         default: break;
         }
     }
+
+    // Try to fold constant and into select arguments.
+    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
+      if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
+        return R;
   }
 
   if (Value *X = dyn_castNotVal(Op0))   // ~A ^ A == -1
@@ -1075,7 +1353,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
                                 ConstantIntegral::getAllOnesValue(I.getType()));
 
   if (Instruction *Op1I = dyn_cast<Instruction>(Op1))
-    if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Or)
+    if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Or) {
       if (Op1I->getOperand(0) == Op0) {              // B^(B|A) == (A|B)^B
         cast<BinaryOperator>(Op1I)->swapOperands();
         I.swapOperands();
@@ -1083,7 +1361,13 @@ Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
       } else if (Op1I->getOperand(1) == Op0) {       // B^(A|B) == (A|B)^B
         I.swapOperands();
         std::swap(Op0, Op1);
-      }
+      }      
+    } else if (Op1I->getOpcode() == Instruction::Xor) {
+      if (Op0 == Op1I->getOperand(0))                        // A^(A^B) == B
+        return ReplaceInstUsesWith(I, Op1I->getOperand(1));
+      else if (Op0 == Op1I->getOperand(1))                   // A^(B^A) == B
+        return ReplaceInstUsesWith(I, Op1I->getOperand(0));
+    }
 
   if (Instruction *Op0I = dyn_cast<Instruction>(Op0))
     if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Or && Op0I->hasOneUse()) {
@@ -1095,6 +1379,11 @@ Instruction *InstCombiner::visitXor(BinaryOperator &I) {
         return BinaryOperator::create(Instruction::And, Op0I->getOperand(0),
                                       NotB);
       }
+    } else if (Op0I->getOpcode() == Instruction::Xor) {
+      if (Op1 == Op0I->getOperand(0))                        // (A^B)^A == B
+        return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(1));
+      else if (Op1 == Op0I->getOperand(1))                   // (B^A)^A == B
+        return ReplaceInstUsesWith(I, Op0I->getOperand(0));
     }
 
   // (A & C1)^(B & C2) -> (A & C1)|(B & C2) iff C1^C2 == 0
@@ -1251,14 +1540,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitSetCondInst(BinaryOperator &I) {
               Value *X = BO->getOperand(0);
               // If 'X' is not signed, insert a cast now...
               if (!BOC->getType()->isSigned()) {
-                const Type *DestTy;
-                switch (BOC->getType()->getPrimitiveID()) {
-                case Type::UByteTyID:  DestTy = Type::SByteTy; break;
-                case Type::UShortTyID: DestTy = Type::ShortTy; break;
-                case Type::UIntTyID:   DestTy = Type::IntTy;   break;
-                case Type::ULongTyID:  DestTy = Type::LongTy;  break;
-                default: assert(0 && "Invalid unsigned integer type!"); abort();
-                }
+                const Type *DestTy = getSignedIntegralType(BOC->getType());
                 CastInst *NewCI = new CastInst(X,DestTy,X->getName()+".signed");
                 InsertNewInstBefore(NewCI, I);
                 X = NewCI;
@@ -1271,6 +1553,43 @@ Instruction *InstCombiner::visitSetCondInst(BinaryOperator &I) {
         default: break;
         }
       }
+    } else {  // Not a SetEQ/SetNE
+      // If the LHS is a cast from an integral value of the same size, 
+      if (CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
+        Value *CastOp = Cast->getOperand(0);
+        const Type *SrcTy = CastOp->getType();
+        unsigned SrcTySize = SrcTy->getPrimitiveSize();
+        if (SrcTy != Cast->getType() && SrcTy->isInteger() &&
+            SrcTySize == Cast->getType()->getPrimitiveSize()) {
+          assert((SrcTy->isSigned() ^ Cast->getType()->isSigned()) && 
+                 "Source and destination signednesses should differ!");
+          if (Cast->getType()->isSigned()) {
+            // If this is a signed comparison, check for comparisons in the
+            // vicinity of zero.
+            if (I.getOpcode() == Instruction::SetLT && CI->isNullValue())
+              // X < 0  => x > 127
+              return BinaryOperator::create(Instruction::SetGT, CastOp,
+                         ConstantUInt::get(SrcTy, (1ULL << (SrcTySize*8-1))-1));
+            else if (I.getOpcode() == Instruction::SetGT &&
+                     cast<ConstantSInt>(CI)->getValue() == -1)
+              // X > -1  => x < 128
+              return BinaryOperator::create(Instruction::SetLT, CastOp,
+                         ConstantUInt::get(SrcTy, 1ULL << (SrcTySize*8-1)));
+          } else {
+            ConstantUInt *CUI = cast<ConstantUInt>(CI);
+            if (I.getOpcode() == Instruction::SetLT &&
+                CUI->getValue() == 1ULL << (SrcTySize*8-1))
+              // X < 128 => X > -1
+              return BinaryOperator::create(Instruction::SetGT, CastOp,
+                                            ConstantSInt::get(SrcTy, -1));
+            else if (I.getOpcode() == Instruction::SetGT &&
+                     CUI->getValue() == (1ULL << (SrcTySize*8-1))-1)
+              // X > 127 => X < 0
+              return BinaryOperator::create(Instruction::SetLT, CastOp,
+                                            Constant::getNullValue(SrcTy));
+          }
+        }
+      }
     }
 
     // Check to see if we are comparing against the minimum or maximum value...
@@ -1307,6 +1626,15 @@ Instruction *InstCombiner::visitSetCondInst(BinaryOperator &I) {
       if (I.getOpcode() == Instruction::SetLE)       // A <= MAX-1 -> A != MAX
         return BinaryOperator::create(Instruction::SetNE, Op0, AddOne(CI));
     }
+
+    // If we still have a setle or setge instruction, turn it into the
+    // appropriate setlt or setgt instruction.  Since the border cases have
+    // already been handled above, this requires little checking.
+    //
+    if (I.getOpcode() == Instruction::SetLE)
+      return BinaryOperator::create(Instruction::SetLT, Op0, AddOne(CI));
+    if (I.getOpcode() == Instruction::SetGE)
+      return BinaryOperator::create(Instruction::SetGT, Op0, SubOne(CI));
   }
 
   // Test to see if the operands of the setcc are casted versions of other
@@ -1314,7 +1642,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitSetCondInst(BinaryOperator &I) {
   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op0)) {
     Value *CastOp0 = CI->getOperand(0);
     if (CastOp0->getType()->isLosslesslyConvertibleTo(CI->getType()) &&
-        !isa<Argument>(Op1) &&
+        (isa<Constant>(Op1) || isa<CastInst>(Op1)) &&
         (I.getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
          I.getOpcode() == Instruction::SetNE)) {
       // We keep moving the cast from the left operand over to the right
@@ -1412,14 +1740,25 @@ Instruction *InstCombiner::visitShiftInst(ShiftInst &I) {
       if (CSI->isAllOnesValue())
         return ReplaceInstUsesWith(I, CSI);
 
+  // Try to fold constant and into select arguments.
+  if (isa<Constant>(Op0))
+    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op1))
+      if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
+        return R;
+
   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(Op1)) {
     // shl uint X, 32 = 0 and shr ubyte Y, 9 = 0, ... just don't eliminate shr
     // of a signed value.
     //
     unsigned TypeBits = Op0->getType()->getPrimitiveSize()*8;
-    if (CUI->getValue() >= TypeBits &&
-        (!Op0->getType()->isSigned() || isLeftShift))
-      return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
+    if (CUI->getValue() >= TypeBits) {
+      if (!Op0->getType()->isSigned() || isLeftShift)
+        return ReplaceInstUsesWith(I, Constant::getNullValue(Op0->getType()));
+      else {
+        I.setOperand(1, ConstantUInt::get(Type::UByteTy, TypeBits-1));
+        return &I;
+      }
+    }
 
     // ((X*C1) << C2) == (X * (C1 << C2))
     if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(Op0))
@@ -1428,6 +1767,10 @@ Instruction *InstCombiner::visitShiftInst(ShiftInst &I) {
           return BinaryOperator::create(Instruction::Mul, BO->getOperand(0),
                                 ConstantExpr::get(Instruction::Shl, BOOp, CUI));
     
+    // Try to fold constant and into select arguments.
+    if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(Op0))
+      if (Instruction *R = FoldBinOpIntoSelect(I, SI, this))
+        return R;
 
     // If the operand is an bitwise operator with a constant RHS, and the
     // shift is the only use, we can pull it out of the shift.
@@ -1483,6 +1826,8 @@ Instruction *InstCombiner::visitShiftInst(ShiftInst &I) {
         // Check for (A << c1) << c2   and   (A >> c1) >> c2
         if (I.getOpcode() == Op0SI->getOpcode()) {
           unsigned Amt = ShiftAmt1+ShiftAmt2;   // Fold into one big shift...
+          if (Op0->getType()->getPrimitiveSize()*8 < Amt)
+            Amt = Op0->getType()->getPrimitiveSize()*8;
           return new ShiftInst(I.getOpcode(), Op0SI->getOperand(0),
                                ConstantUInt::get(Type::UByteTy, Amt));
         }
@@ -1745,9 +2090,219 @@ Instruction *InstCombiner::visitCastInst(CastInst &CI) {
   return 0;
 }
 
+/// GetSelectFoldableOperands - We want to turn code that looks like this:
+///   %C = or %A, %B
+///   %D = select %cond, %C, %A
+/// into:
+///   %C = select %cond, %B, 0
+///   %D = or %A, %C
+///
+/// Assuming that the specified instruction is an operand to the select, return
+/// a bitmask indicating which operands of this instruction are foldable if they
+/// equal the other incoming value of the select.
+///
+static unsigned GetSelectFoldableOperands(Instruction *I) {
+  switch (I->getOpcode()) {
+  case Instruction::Add:
+  case Instruction::Mul:
+  case Instruction::And:
+  case Instruction::Or:
+  case Instruction::Xor:
+    return 3;              // Can fold through either operand.
+  case Instruction::Sub:   // Can only fold on the amount subtracted.
+  case Instruction::Shl:   // Can only fold on the shift amount.
+  case Instruction::Shr:
+    return 1;           
+  default:
+    return 0;              // Cannot fold
+  }
+}
+
+/// GetSelectFoldableConstant - For the same transformation as the previous
+/// function, return the identity constant that goes into the select.
+static Constant *GetSelectFoldableConstant(Instruction *I) {
+  switch (I->getOpcode()) {
+  default: assert(0 && "This cannot happen!"); abort();
+  case Instruction::Add:
+  case Instruction::Sub:
+  case Instruction::Or:
+  case Instruction::Xor:
+    return Constant::getNullValue(I->getType());
+  case Instruction::Shl:
+  case Instruction::Shr:
+    return Constant::getNullValue(Type::UByteTy);
+  case Instruction::And:
+    return ConstantInt::getAllOnesValue(I->getType());
+  case Instruction::Mul:
+    return ConstantInt::get(I->getType(), 1);
+  }
+}
+
+Instruction *InstCombiner::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
+  Value *CondVal = SI.getCondition();
+  Value *TrueVal = SI.getTrueValue();
+  Value *FalseVal = SI.getFalseValue();
+
+  // select true, X, Y  -> X
+  // select false, X, Y -> Y
+  if (ConstantBool *C = dyn_cast<ConstantBool>(CondVal))
+    if (C == ConstantBool::True)
+      return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
+    else {
+      assert(C == ConstantBool::False);
+      return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
+    }
+
+  // select C, X, X -> X
+  if (TrueVal == FalseVal)
+    return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
+
+  if (SI.getType() == Type::BoolTy)
+    if (ConstantBool *C = dyn_cast<ConstantBool>(TrueVal)) {
+      if (C == ConstantBool::True) {
+        // Change: A = select B, true, C --> A = or B, C
+        return BinaryOperator::create(Instruction::Or, CondVal, FalseVal);
+      } else {
+        // Change: A = select B, false, C --> A = and !B, C
+        Value *NotCond =
+          InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
+                                             "not."+CondVal->getName()), SI);
+        return BinaryOperator::create(Instruction::And, NotCond, FalseVal);
+      }
+    } else if (ConstantBool *C = dyn_cast<ConstantBool>(FalseVal)) {
+      if (C == ConstantBool::False) {
+        // Change: A = select B, C, false --> A = and B, C
+        return BinaryOperator::create(Instruction::And, CondVal, TrueVal);
+      } else {
+        // Change: A = select B, C, true --> A = or !B, C
+        Value *NotCond =
+          InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
+                                             "not."+CondVal->getName()), SI);
+        return BinaryOperator::create(Instruction::Or, NotCond, TrueVal);
+      }
+    }
+
+  // Selecting between two integer constants?
+  if (ConstantInt *TrueValC = dyn_cast<ConstantInt>(TrueVal))
+    if (ConstantInt *FalseValC = dyn_cast<ConstantInt>(FalseVal)) {
+      // select C, 1, 0 -> cast C to int
+      if (FalseValC->isNullValue() && TrueValC->getRawValue() == 1) {
+        return new CastInst(CondVal, SI.getType());
+      } else if (TrueValC->isNullValue() && FalseValC->getRawValue() == 1) {
+        // select C, 0, 1 -> cast !C to int
+        Value *NotCond =
+          InsertNewInstBefore(BinaryOperator::createNot(CondVal,
+                                               "not."+CondVal->getName()), SI);
+        return new CastInst(NotCond, SI.getType());
+      }
+    }
+
+  // See if we are selecting two values based on a comparison of the two values.
+  if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(CondVal)) {
+    if (SCI->getOperand(0) == TrueVal && SCI->getOperand(1) == FalseVal) {
+      // Transform (X == Y) ? X : Y  -> Y
+      if (SCI->getOpcode() == Instruction::SetEQ)
+        return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
+      // Transform (X != Y) ? X : Y  -> X
+      if (SCI->getOpcode() == Instruction::SetNE)
+        return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
+      // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
+
+    } else if (SCI->getOperand(0) == FalseVal && SCI->getOperand(1) == TrueVal){
+      // Transform (X == Y) ? Y : X  -> X
+      if (SCI->getOpcode() == Instruction::SetEQ)
+        return ReplaceInstUsesWith(SI, FalseVal);
+      // Transform (X != Y) ? Y : X  -> Y
+      if (SCI->getOpcode() == Instruction::SetNE)
+        return ReplaceInstUsesWith(SI, TrueVal);
+      // NOTE: if we wanted to, this is where to detect MIN/MAX/ABS/etc.
+    }
+  }
+  
+  // See if we can fold the select into one of our operands.
+  if (SI.getType()->isInteger()) {
+    // See the comment above GetSelectFoldableOperands for a description of the
+    // transformation we are doing here.
+    if (Instruction *TVI = dyn_cast<Instruction>(TrueVal))
+      if (TVI->hasOneUse() && TVI->getNumOperands() == 2 &&
+          !isa<Constant>(FalseVal))
+        if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(TVI)) {
+          unsigned OpToFold = 0;
+          if ((SFO & 1) && FalseVal == TVI->getOperand(0)) {
+            OpToFold = 1;
+          } else  if ((SFO & 2) && FalseVal == TVI->getOperand(1)) {
+            OpToFold = 2;
+          }
+
+          if (OpToFold) {
+            Constant *C = GetSelectFoldableConstant(TVI);
+            std::string Name = TVI->getName(); TVI->setName("");
+            Instruction *NewSel =
+              new SelectInst(SI.getCondition(), TVI->getOperand(2-OpToFold), C,
+                             Name);
+            InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
+            if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(TVI))
+              return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
+            else if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(TVI))
+              return new ShiftInst(SI->getOpcode(), FalseVal, NewSel);
+            else {
+              assert(0 && "Unknown instruction!!");
+            }
+          }
+        }
+    
+    if (Instruction *FVI = dyn_cast<Instruction>(FalseVal))
+      if (FVI->hasOneUse() && FVI->getNumOperands() == 2 &&
+          !isa<Constant>(TrueVal))
+        if (unsigned SFO = GetSelectFoldableOperands(FVI)) {
+          unsigned OpToFold = 0;
+          if ((SFO & 1) && TrueVal == FVI->getOperand(0)) {
+            OpToFold = 1;
+          } else  if ((SFO & 2) && TrueVal == FVI->getOperand(1)) {
+            OpToFold = 2;
+          }
+
+          if (OpToFold) {
+            Constant *C = GetSelectFoldableConstant(FVI);
+            std::string Name = FVI->getName(); FVI->setName("");
+            Instruction *NewSel =
+              new SelectInst(SI.getCondition(), C, FVI->getOperand(2-OpToFold),
+                             Name);
+            InsertNewInstBefore(NewSel, SI);
+            if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(FVI))
+              return BinaryOperator::create(BO->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
+            else if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(FVI))
+              return new ShiftInst(SI->getOpcode(), TrueVal, NewSel);
+            else {
+              assert(0 && "Unknown instruction!!");
+            }
+          }
+        }
+  }
+  return 0;
+}
+
+
 // CallInst simplification
 //
 Instruction *InstCombiner::visitCallInst(CallInst &CI) {
+  // Intrinsics cannot occur in an invoke, so handle them here instead of in
+  // visitCallSite.
+  if (Function *F = CI.getCalledFunction())
+    switch (F->getIntrinsicID()) {
+    case Intrinsic::memmove:
+    case Intrinsic::memcpy:
+    case Intrinsic::memset:
+      // memmove/cpy/set of zero bytes is a noop.
+      if (Constant *NumBytes = dyn_cast<Constant>(CI.getOperand(3))) {
+        if (NumBytes->isNullValue())
+          return EraseInstFromFunction(CI);
+      }
+      break;
+    default:
+      break;
+    }
+
   return visitCallSite(&CI);
 }
 
@@ -1757,19 +2312,6 @@ Instruction *InstCombiner::visitInvokeInst(InvokeInst &II) {
   return visitCallSite(&II);
 }
 
-// getPromotedType - Return the specified type promoted as it would be to pass
-// though a va_arg area...
-static const Type *getPromotedType(const Type *Ty) {
-  switch (Ty->getPrimitiveID()) {
-  case Type::SByteTyID:
-  case Type::ShortTyID:  return Type::IntTy;
-  case Type::UByteTyID:
-  case Type::UShortTyID: return Type::UIntTy;
-  case Type::FloatTyID:  return Type::DoubleTy;
-  default:               return Ty;
-  }
-}
-
 // visitCallSite - Improvements for call and invoke instructions.
 //
 Instruction *InstCombiner::visitCallSite(CallSite CS) {
@@ -1868,9 +2410,8 @@ bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
     if ((*AI)->getType() == ParamTy) {
       Args.push_back(*AI);
     } else {
-      Instruction *Cast = new CastInst(*AI, ParamTy, "tmp");
-      InsertNewInstBefore(Cast, *Caller);
-      Args.push_back(Cast);
+      Args.push_back(InsertNewInstBefore(new CastInst(*AI, ParamTy, "tmp"),
+                                         *Caller));
     }
   }
 
@@ -1926,7 +2467,7 @@ bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
         // Otherwise, it's a call, just insert cast right after the call instr
         InsertNewInstBefore(NC, *Caller);
       }
-      AddUsesToWorkList(*Caller);
+      AddUsersToWorkList(*Caller);
     } else {
       NV = Constant::getNullValue(Caller->getType());
     }
@@ -1946,64 +2487,222 @@ bool InstCombiner::transformConstExprCastCall(CallSite CS) {
 Instruction *InstCombiner::visitPHINode(PHINode &PN) {
   if (Value *V = hasConstantValue(&PN))
     return ReplaceInstUsesWith(PN, V);
+
+  // If the only user of this instruction is a cast instruction, and all of the
+  // incoming values are constants, change this PHI to merge together the casted
+  // constants.
+  if (PN.hasOneUse())
+    if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(PN.use_back()))
+      if (CI->getType() != PN.getType()) {  // noop casts will be folded
+        bool AllConstant = true;
+        for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
+          if (!isa<Constant>(PN.getIncomingValue(i))) {
+            AllConstant = false;
+            break;
+          }
+        if (AllConstant) {
+          // Make a new PHI with all casted values.
+          PHINode *New = new PHINode(CI->getType(), PN.getName(), &PN);
+          for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+            Constant *OldArg = cast<Constant>(PN.getIncomingValue(i));
+            New->addIncoming(ConstantExpr::getCast(OldArg, New->getType()),
+                             PN.getIncomingBlock(i));
+          }
+
+          // Update the cast instruction.
+          CI->setOperand(0, New);
+          WorkList.push_back(CI);    // revisit the cast instruction to fold.
+          WorkList.push_back(New);   // Make sure to revisit the new Phi
+          return &PN;                // PN is now dead!
+        }
+      }
   return 0;
 }
 
+static Value *InsertSignExtendToPtrTy(Value *V, const Type *DTy,
+                                      Instruction *InsertPoint,
+                                      InstCombiner *IC) {
+  unsigned PS = IC->getTargetData().getPointerSize();
+  const Type *VTy = V->getType();
+  Instruction *Cast;
+  if (!VTy->isSigned() && VTy->getPrimitiveSize() < PS)
+    // We must insert a cast to ensure we sign-extend.
+    V = IC->InsertNewInstBefore(new CastInst(V, VTy->getSignedVersion(),
+                                             V->getName()), *InsertPoint);
+  return IC->InsertNewInstBefore(new CastInst(V, DTy, V->getName()),
+                                 *InsertPoint);
+}
+
 
 Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
   // Is it 'getelementptr %P, long 0'  or 'getelementptr %P'
   // If so, eliminate the noop.
-  if ((GEP.getNumOperands() == 2 &&
-       GEP.getOperand(1) == Constant::getNullValue(Type::LongTy)) ||
-      GEP.getNumOperands() == 1)
+  if (GEP.getNumOperands() == 1)
+    return ReplaceInstUsesWith(GEP, GEP.getOperand(0));
+
+  bool HasZeroPointerIndex = false;
+  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEP.getOperand(1)))
+    HasZeroPointerIndex = C->isNullValue();
+
+  if (GEP.getNumOperands() == 2 && HasZeroPointerIndex)
     return ReplaceInstUsesWith(GEP, GEP.getOperand(0));
 
+  // Eliminate unneeded casts for indices.
+  bool MadeChange = false;
+  gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEP);
+  for (unsigned i = 1, e = GEP.getNumOperands(); i != e; ++i, ++GTI)
+    if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
+      if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(GEP.getOperand(i))) {
+        Value *Src = CI->getOperand(0);
+        const Type *SrcTy = Src->getType();
+        const Type *DestTy = CI->getType();
+        if (Src->getType()->isInteger()) {
+          if (SrcTy->getPrimitiveSize() == DestTy->getPrimitiveSize()) {
+            // We can always eliminate a cast from ulong or long to the other.
+            // We can always eliminate a cast from uint to int or the other on
+            // 32-bit pointer platforms.
+            if (DestTy->getPrimitiveSize() >= TD->getPointerSize()) {
+              MadeChange = true;
+              GEP.setOperand(i, Src);
+            }
+          } else if (SrcTy->getPrimitiveSize() < DestTy->getPrimitiveSize() &&
+                     SrcTy->getPrimitiveSize() == 4) {
+            // We can always eliminate a cast from int to [u]long.  We can
+            // eliminate a cast from uint to [u]long iff the target is a 32-bit
+            // pointer target.
+            if (SrcTy->isSigned() || 
+                SrcTy->getPrimitiveSize() >= TD->getPointerSize()) {
+              MadeChange = true;
+              GEP.setOperand(i, Src);
+            }
+          }
+        }
+      }
+      // If we are using a wider index than needed for this platform, shrink it
+      // to what we need.  If the incoming value needs a cast instruction,
+      // insert it.  This explicit cast can make subsequent optimizations more
+      // obvious.
+      Value *Op = GEP.getOperand(i);
+      if (Op->getType()->getPrimitiveSize() > TD->getPointerSize())
+        if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op)) {
+          GEP.setOperand(i, ConstantExpr::getCast(C, TD->getIntPtrType()));
+          MadeChange = true;
+        } else {
+          Op = InsertNewInstBefore(new CastInst(Op, TD->getIntPtrType(),
+                                                Op->getName()), GEP);
+          GEP.setOperand(i, Op);
+          MadeChange = true;
+        }
+    }
+  if (MadeChange) return &GEP;
+
   // Combine Indices - If the source pointer to this getelementptr instruction
   // is a getelementptr instruction, combine the indices of the two
   // getelementptr instructions into a single instruction.
   //
+  std::vector<Value*> SrcGEPOperands;
   if (GetElementPtrInst *Src = dyn_cast<GetElementPtrInst>(GEP.getOperand(0))) {
+    SrcGEPOperands.assign(Src->op_begin(), Src->op_end());
+  } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(GEP.getOperand(0))) {
+    if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
+      SrcGEPOperands.assign(CE->op_begin(), CE->op_end());
+  }
+
+  if (!SrcGEPOperands.empty()) {
     std::vector<Value *> Indices;
   
     // Can we combine the two pointer arithmetics offsets?
-    if (Src->getNumOperands() == 2 && isa<Constant>(Src->getOperand(1)) &&
+    if (SrcGEPOperands.size() == 2 && isa<Constant>(SrcGEPOperands[1]) &&
         isa<Constant>(GEP.getOperand(1))) {
+      Constant *SGC = cast<Constant>(SrcGEPOperands[1]);
+      Constant *GC  = cast<Constant>(GEP.getOperand(1));
+      if (SGC->getType() != GC->getType()) {
+        SGC = ConstantExpr::getSignExtend(SGC, Type::LongTy);
+        GC = ConstantExpr::getSignExtend(GC, Type::LongTy);
+      }
+      
       // Replace: gep (gep %P, long C1), long C2, ...
       // With:    gep %P, long (C1+C2), ...
-      Value *Sum = ConstantExpr::get(Instruction::Add,
-                                     cast<Constant>(Src->getOperand(1)),
-                                     cast<Constant>(GEP.getOperand(1)));
-      assert(Sum && "Constant folding of longs failed!?");
-      GEP.setOperand(0, Src->getOperand(0));
-      GEP.setOperand(1, Sum);
-      AddUsesToWorkList(*Src);   // Reduce use count of Src
+      GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
+      GEP.setOperand(1, ConstantExpr::getAdd(SGC, GC));
+      if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(GEP.getOperand(0)))
+        AddUsersToWorkList(*I);   // Reduce use count of Src
       return &GEP;
-    } else if (Src->getNumOperands() == 2) {
+    } else if (SrcGEPOperands.size() == 2) {
       // Replace: gep (gep %P, long B), long A, ...
       // With:    T = long A+B; gep %P, T, ...
       //
-      Value *Sum = BinaryOperator::create(Instruction::Add, Src->getOperand(1),
-                                          GEP.getOperand(1),
-                                          Src->getName()+".sum", &GEP);
-      GEP.setOperand(0, Src->getOperand(0));
+      // Note that if our source is a gep chain itself that we wait for that
+      // chain to be resolved before we perform this transformation.  This
+      // avoids us creating a TON of code in some cases.
+      //
+      if (isa<GetElementPtrInst>(SrcGEPOperands[0]) &&
+          cast<Instruction>(SrcGEPOperands[0])->getNumOperands() == 2)
+        return 0;   // Wait until our source is folded to completion.
+
+      Value *Sum, *SO1 = SrcGEPOperands[1], *GO1 = GEP.getOperand(1);
+      if (SO1 == Constant::getNullValue(SO1->getType())) {
+        Sum = GO1;
+      } else if (GO1 == Constant::getNullValue(GO1->getType())) {
+        Sum = SO1;
+      } else {
+        // If they aren't the same type, convert both to an integer of the
+        // target's pointer size.
+        if (SO1->getType() != GO1->getType()) {
+          if (Constant *SO1C = dyn_cast<Constant>(SO1)) {
+            SO1 = ConstantExpr::getCast(SO1C, GO1->getType());
+          } else if (Constant *GO1C = dyn_cast<Constant>(GO1)) {
+            GO1 = ConstantExpr::getCast(GO1C, SO1->getType());
+          } else {
+            unsigned PS = TD->getPointerSize();
+            Instruction *Cast;
+            if (SO1->getType()->getPrimitiveSize() == PS) {
+              // Convert GO1 to SO1's type.
+              GO1 = InsertSignExtendToPtrTy(GO1, SO1->getType(), &GEP, this);
+
+            } else if (GO1->getType()->getPrimitiveSize() == PS) {
+              // Convert SO1 to GO1's type.
+              SO1 = InsertSignExtendToPtrTy(SO1, GO1->getType(), &GEP, this);
+            } else {
+              const Type *PT = TD->getIntPtrType();
+              SO1 = InsertSignExtendToPtrTy(SO1, PT, &GEP, this);
+              GO1 = InsertSignExtendToPtrTy(GO1, PT, &GEP, this);
+            }
+          }
+        }
+        Sum = BinaryOperator::create(Instruction::Add, SO1, GO1,
+                                     GEP.getOperand(0)->getName()+".sum", &GEP);
+        WorkList.push_back(cast<Instruction>(Sum));
+      }
+      GEP.setOperand(0, SrcGEPOperands[0]);
       GEP.setOperand(1, Sum);
-      WorkList.push_back(cast<Instruction>(Sum));
       return &GEP;
-    } else if (*GEP.idx_begin() == Constant::getNullValue(Type::LongTy) &&
-               Src->getNumOperands() != 1) { 
+    } else if (isa<Constant>(*GEP.idx_begin()) && 
+               cast<Constant>(*GEP.idx_begin())->isNullValue() &&
+               SrcGEPOperands.size() != 1) { 
       // Otherwise we can do the fold if the first index of the GEP is a zero
-      Indices.insert(Indices.end(), Src->idx_begin(), Src->idx_end());
+      Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
+                     SrcGEPOperands.end());
       Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin()+1, GEP.idx_end());
-    } else if (Src->getOperand(Src->getNumOperands()-1) == 
-               Constant::getNullValue(Type::LongTy)) {
-      // If the src gep ends with a constant array index, merge this get into
-      // it, even if we have a non-zero array index.
-      Indices.insert(Indices.end(), Src->idx_begin(), Src->idx_end()-1);
-      Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin(), GEP.idx_end());
+    } else if (SrcGEPOperands.back() ==
+               Constant::getNullValue(SrcGEPOperands.back()->getType())) {
+      // We have to check to make sure this really is an ARRAY index we are
+      // ending up with, not a struct index.
+      generic_gep_type_iterator<std::vector<Value*>::iterator>
+        GTI = gep_type_begin(SrcGEPOperands[0]->getType(),
+                             SrcGEPOperands.begin()+1, SrcGEPOperands.end());
+      std::advance(GTI, SrcGEPOperands.size()-2);
+      if (isa<SequentialType>(*GTI)) {
+        // If the src gep ends with a constant array index, merge this get into
+        // it, even if we have a non-zero array index.
+        Indices.insert(Indices.end(), SrcGEPOperands.begin()+1,
+                       SrcGEPOperands.end()-1);
+        Indices.insert(Indices.end(), GEP.idx_begin(), GEP.idx_end());
+      }
     }
 
     if (!Indices.empty())
-      return new GetElementPtrInst(Src->getOperand(0), Indices, GEP.getName());
+      return new GetElementPtrInst(SrcGEPOperands[0], Indices, GEP.getName());
 
   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(GEP.getOperand(0))) {
     // GEP of global variable.  If all of the indices for this GEP are
@@ -2022,6 +2721,31 @@ Instruction *InstCombiner::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &GEP) {
       // Replace all uses of the GEP with the new constexpr...
       return ReplaceInstUsesWith(GEP, CE);
     }
+  } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(GEP.getOperand(0))) {
+    if (CE->getOpcode() == Instruction::Cast) {
+      if (HasZeroPointerIndex) {
+        // transform: GEP (cast [10 x ubyte]* X to [0 x ubyte]*), long 0, ...
+        // into     : GEP [10 x ubyte]* X, long 0, ...
+        //
+        // This occurs when the program declares an array extern like "int X[];"
+        //
+        Constant *X = CE->getOperand(0);
+        const PointerType *CPTy = cast<PointerType>(CE->getType());
+        if (const PointerType *XTy = dyn_cast<PointerType>(X->getType()))
+          if (const ArrayType *XATy =
+              dyn_cast<ArrayType>(XTy->getElementType()))
+            if (const ArrayType *CATy =
+                dyn_cast<ArrayType>(CPTy->getElementType()))
+              if (CATy->getElementType() == XATy->getElementType()) {
+                // At this point, we know that the cast source type is a pointer
+                // to an array of the same type as the destination pointer
+                // array.  Because the array type is never stepped over (there
+                // is a leading zero) we can fold the cast into this GEP.
+                GEP.setOperand(0, X);
+                return &GEP;
+              }
+      }
+    }
   }
 
   return 0;
@@ -2036,11 +2760,13 @@ Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
 
       // Create and insert the replacement instruction...
       if (isa<MallocInst>(AI))
-        New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getName(), &AI);
+        New = new MallocInst(NewTy, 0, AI.getName());
       else {
         assert(isa<AllocaInst>(AI) && "Unknown type of allocation inst!");
-        New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getName(), &AI);
+        New = new AllocaInst(NewTy, 0, AI.getName());
       }
+
+      InsertNewInstBefore(New, AI);
       
       // Scan to the end of the allocation instructions, to skip over a block of
       // allocas if possible...
@@ -2051,14 +2777,20 @@ Instruction *InstCombiner::visitAllocationInst(AllocationInst &AI) {
       // Now that I is pointing to the first non-allocation-inst in the block,
       // insert our getelementptr instruction...
       //
-      std::vector<Value*> Idx(2, Constant::getNullValue(Type::LongTy));
+      std::vector<Value*> Idx(2, Constant::getNullValue(Type::IntTy));
       Value *V = new GetElementPtrInst(New, Idx, New->getName()+".sub", It);
 
       // Now make everything use the getelementptr instead of the original
       // allocation.
-      ReplaceInstUsesWith(AI, V);
-      return &AI;
+      return ReplaceInstUsesWith(AI, V);
     }
+
+  // If alloca'ing a zero byte object, replace the alloca with a null pointer.
+  // Note that we only do this for alloca's, because malloc should allocate and
+  // return a unique pointer, even for a zero byte allocation.
+  if (isa<AllocaInst>(AI) && TD->getTypeSize(AI.getAllocatedType()) == 0)
+    return ReplaceInstUsesWith(AI, Constant::getNullValue(AI.getType()));
+
   return 0;
 }
 
@@ -2072,6 +2804,11 @@ Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
       return &FI;
     }
 
+  // If we have 'free null' delete the instruction.  This can happen in stl code
+  // when lots of inlining happens.
+  if (isa<ConstantPointerNull>(Op))
+    return EraseInstFromFunction(FI);
+
   return 0;
 }
 
@@ -2081,7 +2818,7 @@ Instruction *InstCombiner::visitFreeInst(FreeInst &FI) {
 /// expression, or null if something is funny.
 ///
 static Constant *GetGEPGlobalInitializer(Constant *C, ConstantExpr *CE) {
-  if (CE->getOperand(1) != Constant::getNullValue(Type::LongTy))
+  if (CE->getOperand(1) != Constant::getNullValue(CE->getOperand(1)->getType()))
     return 0;  // Do not allow stepping over the value!
 
   // Loop over all of the operands, tracking down which value we are
@@ -2106,8 +2843,11 @@ Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
   Value *Op = LI.getOperand(0);
   if (LI.isVolatile()) return 0;
 
-  if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(Op))
-    Op = CPR->getValue();
+  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Op))
+    if (C->isNullValue())  // load null -> 0
+      return ReplaceInstUsesWith(LI, Constant::getNullValue(LI.getType()));
+    else if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(C))
+      Op = CPR->getValue();
 
   // Instcombine load (constant global) into the value loaded...
   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Op))
@@ -2122,13 +2862,34 @@ Instruction *InstCombiner::visitLoadInst(LoadInst &LI) {
           if (GV->isConstant() && !GV->isExternal())
             if (Constant *V = GetGEPGlobalInitializer(GV->getInitializer(), CE))
               return ReplaceInstUsesWith(LI, V);
+
+  // load (cast X) --> cast (load X) iff safe
+  if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(Op)) {
+    const Type *DestPTy = cast<PointerType>(CI->getType())->getElementType();
+    if (const PointerType *SrcTy =
+        dyn_cast<PointerType>(CI->getOperand(0)->getType())) {
+      const Type *SrcPTy = SrcTy->getElementType();
+      if (TD->getTypeSize(SrcPTy) == TD->getTypeSize(DestPTy) &&
+          (SrcPTy->isInteger() || isa<PointerType>(SrcPTy)) &&
+          (DestPTy->isInteger() || isa<PointerType>(DestPTy))) {
+        // Okay, we are casting from one integer or pointer type to another of
+        // the same size.  Instead of casting the pointer before the load, cast
+        // the result of the loaded value.
+        Value *NewLoad = InsertNewInstBefore(new LoadInst(CI->getOperand(0),
+                                                          CI->getName()), LI);
+        // Now cast the result of the load.
+        return new CastInst(NewLoad, LI.getType());
+      }
+    }
+  }
+
   return 0;
 }
 
 
 Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
   // Change br (not X), label True, label False to: br X, label False, True
-  if (BI.isConditional() && !isa<Constant>(BI.getCondition()))
+  if (BI.isConditional() && !isa<Constant>(BI.getCondition())) {
     if (Value *V = dyn_castNotVal(BI.getCondition())) {
       BasicBlock *TrueDest = BI.getSuccessor(0);
       BasicBlock *FalseDest = BI.getSuccessor(1);
@@ -2137,7 +2898,29 @@ Instruction *InstCombiner::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
       BI.setSuccessor(0, FalseDest);
       BI.setSuccessor(1, TrueDest);
       return &BI;
+    } else if (SetCondInst *I = dyn_cast<SetCondInst>(BI.getCondition())) {
+      // Cannonicalize setne -> seteq
+      if ((I->getOpcode() == Instruction::SetNE ||
+           I->getOpcode() == Instruction::SetLE ||
+           I->getOpcode() == Instruction::SetGE) && I->hasOneUse()) {
+        std::string Name = I->getName(); I->setName("");
+        Instruction::BinaryOps NewOpcode =
+          SetCondInst::getInverseCondition(I->getOpcode());
+        Value *NewSCC =  BinaryOperator::create(NewOpcode, I->getOperand(0),
+                                                I->getOperand(1), Name, I);
+        BasicBlock *TrueDest = BI.getSuccessor(0);
+        BasicBlock *FalseDest = BI.getSuccessor(1);
+        // Swap Destinations and condition...
+        BI.setCondition(NewSCC);
+        BI.setSuccessor(0, FalseDest);
+        BI.setSuccessor(1, TrueDest);
+        removeFromWorkList(I);
+        I->getParent()->getInstList().erase(I);
+        WorkList.push_back(cast<Instruction>(NewSCC));
+        return &BI;
+      }
     }
+  }
   return 0;
 }
 
@@ -2151,7 +2934,10 @@ bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
   bool Changed = false;
   TD = &getAnalysis<TargetData>();
 
-  WorkList.insert(WorkList.end(), inst_begin(F), inst_end(F));
+  for (inst_iterator i = inst_begin(F), e = inst_end(F); i != e; ++i) {
+      WorkList.push_back(&*i);
+  }
+
 
   while (!WorkList.empty()) {
     Instruction *I = WorkList.back();  // Get an instruction from the worklist
@@ -2162,9 +2948,7 @@ bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
     if (isInstructionTriviallyDead(I)) {
       // Add operands to the worklist...
       if (I->getNumOperands() < 4)
-        for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
-          if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
-            WorkList.push_back(Op);
+        AddUsesToWorkList(*I);
       ++NumDeadInst;
 
       I->getParent()->getInstList().erase(I);
@@ -2175,9 +2959,7 @@ bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
     // Instruction isn't dead, see if we can constant propagate it...
     if (Constant *C = ConstantFoldInstruction(I)) {
       // Add operands to the worklist...
-      for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
-        if (Instruction *Op = dyn_cast<Instruction>(I->getOperand(i)))
-          WorkList.push_back(Op);
+      AddUsesToWorkList(*I);
       ReplaceInstUsesWith(*I, C);
 
       ++NumConstProp;
@@ -2186,11 +2968,24 @@ bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
       continue;
     }
 
+    // Check to see if any of the operands of this instruction are a
+    // ConstantPointerRef.  Since they sneak in all over the place and inhibit
+    // optimization, we want to strip them out unconditionally!
+    for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
+      if (ConstantPointerRef *CPR =
+          dyn_cast<ConstantPointerRef>(I->getOperand(i))) {
+        I->setOperand(i, CPR->getValue());
+        Changed = true;
+      }
+
     // Now that we have an instruction, try combining it to simplify it...
     if (Instruction *Result = visit(*I)) {
       ++NumCombined;
       // Should we replace the old instruction with a new one?
       if (Result != I) {
+        DEBUG(std::cerr << "IC: Old = " << *I
+                        << "    New = " << *Result);
+
         // Instructions can end up on the worklist more than once.  Make sure
         // we do not process an instruction that has been deleted.
         removeFromWorkList(I);
@@ -2209,6 +3004,8 @@ bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
         // Erase the old instruction.
         InstParent->getInstList().erase(I);
       } else {
+        DEBUG(std::cerr << "IC: MOD = " << *I);
+
         BasicBlock::iterator II = I;
 
         // If the instruction was modified, it's possible that it is now dead.
@@ -2223,7 +3020,7 @@ bool InstCombiner::runOnFunction(Function &F) {
 
       if (Result) {
         WorkList.push_back(Result);
-        AddUsesToWorkList(*Result);
+        AddUsersToWorkList(*Result);
       }
       Changed = true;
     }